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9 9ª edição | São Paulo – 2013 FUNDAMENTOS DE MATEMÁTICA ELEMENTAR OSVALDO DOLCE JOSÉ NICOLAU POMPEO Geometria plana COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR I a IV_Manual FME9.indd 1 23/07/13 14:54 © Osvaldo Dolce, José Nicolau Pompeo, 2013 Copyright desta edição: Rua Henrique Schaumann, 270 — Pinheiros 05413-010 — São Paulo — SP Fone: (0xx11) 3611-3308 — Fax vendas: (0xx11) 3611-3268 SAC: 0800-0117875 www.editorasaraiva.com.br Todos os direitos reservados. Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP) (Câmara Brasileira do Livro, SP, Brasil) Índice para catálogo sistemático: 1. Matemática: Ensino médio 510.7 Gerente editorial: Lauri Cericato Editor: José Luiz Carvalho da Cruz Editores-assistentes: Fernando Manenti Santos/Guilherme Reghin Gaspar/Juracy Vespucci Auxiliares de serviços editoriais: Daniella Haidar Pacifi co/Margarete Aparecida de Lima/ Rafael Rabaçallo Ramos/Vanderlei Aparecido Orso Digitação e cotejo de originais: Elgo Waeny Pessôa de Mello/Guilherme Reghin Gaspar Pesquisa iconográfi ca: Cristina Akisino (coord.)/Enio Rodrigo Lopes Revisão: Pedro Cunha Jr. e Lilian Semenichin (coords.)/Renata Palermo/ Rhennan Santos/Felipe Toledo/Simone Garcia/Tatiana Malheiro/ Fernanda Guerriero Gerente de arte: Nair de Medeiros Barbosa Supervisor de arte: Antonio Roberto Bressan Projeto gráfi co: Carlos Magno Capa: Homem de Melo & Tróia Design Imagem de capa: Virginie Perocheau/PhotoAlto/Getty Images Diagramação: TPG Encarregada de produção e arte: Grace Alves Coordenadora de editoração eletrônica: Silvia Regina E. Almeida Produção gráfi ca: Robson Cacau Alves Impressão e acabamento: Dolce, Osvaldo Fundamentos de matemática elementar 9: geometria plana / Osvaldo Dolce, José Nicolau Pompeo. — 9. ed. — São Paulo : Atual, 2013. ISBN 978-85-357-1686-3 (aluno) ISBN 978-85-357-1687-0 (professor) 1. Matemática (Ensino médio) 2. Matemática (Ensino médio) — Problemas, exercícios etc. 3. Matemática (Vestibular) — Testes I. Pompeo, José Nicolau. II. Título. 12-12853 CDD-510.7 729.202.009.00 prof I a IV_Manual FME9.indd 2 7/31/14 11:31 AM Rua Henrique Schaumann, 270 Ð Cerqueira CŽsar Ð S‹o Paulo/SP Ð 05413-909 3 SARAIVA S. A. Livreiros Editores, São Paulo, 2013 Complemento para o Professor — Fundamentos de Matemática Elementar — vol. 9 Apresentação Este livro é o Complemento para o professor do volume 9, Geometria plana, da coleção Fundamentos de Matemática Elementar. Cada volume desta coleção tem um complemento para o professor, com o objetivo de apresentar a solução dos exercícios mais complicados do livro e su- gerir sua passagem aos alunos. É nossa intenção aperfeiçoar continuamente os Complementos. Estamos abertos às sugestões e críticas, que nos devem ser encaminhadas através da Editora. Agradecemos aos professores Manoel Benedito Rodrigues e Carlos Nely Clementino de Oliveira a colaboração na redação de soluções que são apresenta- das neste Complemento. Os Autores. I a IV_Manual FME9.indd 3 23/07/13 14:54 Sumário CAPÍTULO II Segmento de reta ........................................................ 1 CAPÍTULO III Ângulos ...................................................................... 4 CAPÍTULO IV Triângulos .................................................................. 6 CAPÍTULO V Paralelismo ................................................................. 10 CAPÍTULO VI Perpendicularidade ..................................................... 15 CAPÍTULO VII Quadriláteros notáveis ............................................... 20 CAPÍTULO VIII Pontos notáveis do triângulo ..................................... 28 CAPÍTULO IX Polígonos ................................................................... 30 CAPÍTULO X Circunferência e círculo ............................................... 34 CAPÍTULO XI Ângulos na circunferência ........................................... 39 CAPÍTULO XII Teorema de Tales ...................................................... 45 CAPÍTULO XIII Semelhança de triângulos e potência de ponto .......... 49 CAPÍTULO XIV Triângulos retângulos ............................................... 59 CAPÍTULO XV Triângulos quaisquer .................................................. 85 CAPÍTULO XVI Polígonos regulares .................................................. 93 CAPÍTULO XVII Comprimento da circunferência ................................ 101 CAPÍTULO XVIII Equivalência plana .................................................. 106 CAPÍTULO XIX Áreas de superfícies planas ...................................... 107 I a IV_Manual FME9.indd 4 23/07/13 14:54 1 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar — Segmento de reta 17. AD 36 ⇒ 9x 36 ⇒ x 4 AB 6x 24 cm BC 2x 8 cm A 6x x2x D CB CD x 4 cm 18. Hipótese Tese PA QB ⇒ PQ AB QA P B Demonstração Observando o segmento AQ comum a PQ e AB, temos: PA QB ⇒ PA AQ AQ QB ⇒ PQ AB 19. Temos duas possibilidades: 1ª) B está entre A e C 2ª) C está entre A e B 12 C B A 20 B 12 C 20 A AC AB BC ⇒ AC BC AB ⇒ ⇒ AC 20 12 ⇒ AC 32 cm ⇒ AC 12 20 ⇒ AC 8 cm 20. 5x x 42 ⇒ x 7 cm AB 5x ⇒ AB 35 cm BC x ⇒ BC 7 cm C x 42 5x B A 21. Temos duas possibilidades: 1ª) B está entre A e C 2ª) C está entre A e B B x 4x 45 C AC x B 4x 45 A 4x x 45 ⇒ x 9 cm 45 x 4x ⇒ x 15 cm AB 4x ⇒ AB 36 cm AB 4x ⇒ AB 60 cm BC x ⇒ BC 9 cm BC x ⇒ BC 15 cm CAPÍTULO II 01 a 32_Manual FME9.indd 1 23/07/13 14:41 2 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 22. Temos três possibilidades: 1ª) 4x5x P CB 80 M N A x 5x 4x x 80 ⇒ x 8 cm MN MB BN ⇒ MN 2,5x 2x ⇒ MN 36 cm 2ª) P 80 M 5x 4x NB A C x 1) BP PC BC ⇒ BP x 4x ⇒ BP 3x 2) AB BP 80 ⇒ 5x 3x 80 ⇒ x 10 cm 3) MN MB BN ⇒ MN 2,5x 2x ⇒ MN 45 cm 3ª) A x C x x B 2x NP M 80 1) BP PC BC ⇒ BP x 4x ⇒ BP 3x 2) BN NP BP ⇒ 2x NP 3x ⇒ NP x 3) AC BC AB ⇒ AC 4x 5x ⇒ AC x 4) AP 80 ⇒ 2x 80 ⇒ x 40 cm 5) Se o ponto M dista 2,5x do ponto A, então M é ponto médio de PN. Logo, MN x 2 e então MN 20 cm. 23. Hipótese Tese AB CD ⇒ AD e BC têm o mesmo ponto médio DCMB A r Demonstração Seja M o ponto médio de BC. Temos: AM AB BM CD MC MD Como AM MD, M também é ponto médio de AD. 24. Hipótese Tese AC BD ⇒ 1) AB CD 2) BC e AD têm o mesmo ponto médio 01 a 32_Manual FME9.indd 2 23/07/13 14:41 3 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar Demonstração D CB A 1) Observando o segmento BC, temos: AC BD ⇒ AC BC BD BC ⇒ AB CD 2) Análogo ao exercício 23. 26. Temos duas possibilidades: 1ª) A BM N C MN MB BN ⇒ MN AB 2 BC 2 ⇒ MN AB BC 2 2ª) C N B M A MN MC CN ⇒ MN (BM BC) CN ⇒ ⇒ MN (BM BC) BC 2 ⇒ MN BM BC BC 2 ⇒ ⇒ MN BM BC 2 ⇒ MN AB BC 2 28. O segmento MN terá medida constante e igual à metade do segmento AB. Justificação Temos três casos a analisar: 1°) A P NBM AP 2 AP 2 BP 2 BP 2 Neste caso temos: MN MP NP ⇒ MN AP 2 BP 2 ⇒ MN AP BP 2 ⇒ MN AB 2 2°) B M P A N BP 2 BP 2 AP 2 AP 2 Neste caso temos: MN AP BP 2 ⇒ MN AB 2 3°) N P M A B AP 2 AP 2 BP 2 BP 2 Neste caso temos: MN PN PM ⇒ MN BP 2 AP 2 ⇒ MN BP AP 2 ⇒ MN AB 2 01 a 32_Manual FME9.indd 3 23/07/13 14:41 4 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 — Ângulos 55. ângulo → x complemento → (90° x) “O ângulo maistriplo do complemento é igual a 210°.” x 3 (90° x) 210° ⇒ 2x 60° ⇒ x 30° 59. ângulo → x complemento do ângulo: (90° x) complemento da metade: 90° x 2 triplo do complemento da metade: 3 90° x 2 suplemento do triplo do complemento da metade: 180° 3 90° x 2 180° 3 90° x 2 3 (90° x) ⇒ 9x 2 360° ⇒ x 80° 60. ângulo → x complemento do dobro do ângulo → (90° 2x) suplemento do complemento do ângulo ⇒ 180° (90° x) 180° (90° x) 90° 2x 3 85° ⇒ x 15° 65. Sejam x e y os ângulos. x y 2 7 x y 180° ⇒ (x 40°, y 140°) O complemento do menor é igual a 90° x 90° 40° 50°. 68. ângulo → x complemento do ângulo → (90° x) suplemento do ângulo → (180° x) “O triplo do complemento mais 50° é igual ao suplemento.” 3 (90° x) 50° 180° x ⇒ 2x 140° ⇒ x 70° 72. x e z são opostos pelo vértice ⇒ x z x e y são suplementares ⇒ y 180° x “x mede a sexta parte de y, mais metade de z.” x 180° x 6 x 2 ⇒ 6x 180° x 3x ⇒ x 45° y 180° 45° ⇒ y 135° 74. Os ângulos são da forma 2k, 3k, 4k, 5k e 6k e somam 360°. 2k 3k 4k 5k 6k 360° ⇒ 20k 360° ⇒ k 18° O maior ângulo é de 6k 6 18° 108°. 75. Hipótese: AÔB CÔD OX → , OY → são bissetrizes CAPÍTULO III 01 a 32_Manual FME9.indd 4 23/07/13 14:41 5 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar Tese: OX → e OY → são semirretas opostas Demonstração a a c b b c XY A BD C O O ângulo entre OX → e OY → é dado por (a b c) 2a 2b 2c 360° ⇒ a b c 180° Portanto, OX → e OY → são semirretas opostas. 77. Hipótese Tese rôs e sôt adjacentes e complementares Ox e Oy, respectivas bissetrizes ⇔ xôy 45° Demonstração Sejam a medida de rôx xôs a e a medida de sôy yôt b: O t y s x r β β α α a a b b 90° ⇒ ⇒ 2a 2b 90° ⇒ ⇒ a b 45° ⇒ xôy 45° 78. 2a 2b 136° a b 68° O b b a a r x s y t Resposta: o ângulo formado pelas bissetrizes é igual a 68°. 79. Temos duas possibilidades: 1ª) 2ª) O a a bb t y s x r b b a 52º t y s x r O a Ox e Oy são bissetrizes Ox e Oy são bissetrizes ⇒ a b 52° 2a 40° ⇒ 2a 2b 104° ⇒ ⇒ 40° 2b 104° ⇒ ⇒ 2b 64° a b 52° 2b 40° ⇒ a 20° 52° ⇒ ⇒ a 72° ⇒ ⇒ 2a 144° ⇒ 01 a 32_Manual FME9.indd 5 23/07/13 14:41 6 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 — Triângulos 91. a) AB AC AB BC ⇒ x 2y 2x y x 2y x y 3 ⇒ x 3y 0 ⇒ (x 9, y 3)y 3 ⇒ AB x 2y ⇒ AB 15 O perímetro do triângulo ABC é igual a 3 15 45. b) AB AC ⇒ 2x 3 3x 3 ⇒ x 6 AB 2x 3 ⇒ AB 15; AC AB ⇒ AC 15; BC x 3 ⇒ ⇒ BC 9 O perímetro do triângulo ABC é igual a AB AC BC 39. 92. Sejam l a medida dos lados congruentes, b a medida da base e p o semiperímetro. Temos: p 7,5 2l 4b ⇒ 2l b 2 7,5 l 2b ⇒ (l 6 m, b 3 m) Resposta: Os lados do triângulo medem 3 m, 6 m e 6 m. 98. nABC nDEC ⇒ ⇒ ⇒ (a 10°, b 12°) 3a 2a 10° b 48° 5bÊB̂  D̂ 100. nCBA nCDE ⇒ ⇒ ⇒ (x 14, y 10) 2x 6 22 35 3y 5 AC CE AB DE Os perímetros são iguais; portanto, a razão entre eles é 1. 101. 1) nPCD nPBA ⇒ ⇒ ⇒ (x 10, y 19) 3y 2 2y 17 x 5 15 PD PA CD AB 2) nPCD nPBA ⇒ AB CD (1) nPCA nPBD PC PB PB̂C PĈB (nPBC é isósceles) CA BD (usando (1) e o fato de BC ser comum) LAL Logo, a razão entre os perímetros destes triângulos é igual a 1. 108. Hipótese Tese nABC é isósceles AM é mediana relativa à base ⇒ MÂB MÂC CAPÍTULO IV 01 a 32_Manual FME9.indd 6 23/07/13 14:41 7 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar nABM nACM LLL AB AC (hipótese) BM MC (hipótese) AM comum Demonstração Logo, MÂB MÂC e concluímos que AM é bissetriz do ângulo Â. A B C M 109. Hipótese Tese nABC é isósceles AD é bissetriz relativa à base ⇒ AD é mediana (isto é, BD DC) Demonstração (AB AC; BÂD CÂD; AD comum) ⇒ LAL nABD nACD ⇒ BD DC A B C D 111. Hipótese Tese nABC é isósceles de base BC CD é bissetriz de Ĉ BE é bissetriz de B̂ ⇒ CD BE Demonstração (EB̂C DĈB; BC comum; EĈB DB̂C) ⇒ nCBD nBCE ⇒ CD BE ALA A B C D E a a a a 112. Hipótese Tese AM é bissetriz AM é mediana ⇒ nABC é isósceles Demonstração 1) Tomemos P sobre a semirreta AM → com M entre A e P e MP AM. 2) (nAMB nPMC pelo LAL) ⇒ ⇒ (BÂM CP̂M e AB PC) 3) (BÂM CP̂M; AM (bissetriz)) ⇒ ⇒ CP̂M CÂM Donde sai que nACP é isósceles de base AP. Então: AC PC. 4) De AB PC e PC AC obtemos AB AC. Então, o nABC é isósceles. A B C M P 01 a 32_Manual FME9.indd 7 23/07/13 14:41 8 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 Desigualdades nos triângulos 114. Seja x o terceiro lado. Temos: |8 21| x 8 21 ⇒ 13 x 29 Se x é múltiplo de 6 entre 13 e 29 (exclusive), então x 18 cm ou x 24 cm. 115. |20 2x (2x 4)| x 10 20 2x 2x 4 ⇒ x 10 24 |16 4x| x 10 ⇒ x 14 x 10 16 4x x 10 ⇒ ⇒ x 14 x 10 16 4x 16 4x x 10 ⇒ x 14 x 26 3 x 6 5 ⇒ ⇒ 6 5 x 26 3 116. Aparentemente temos duas possibilidades: 38 cm ou 14 cm. Mas um triângulo de lados 14 cm, 14 cm, 38 cm não existe, pois não satisfaz a desigualdade triangular. O triângulo de lados 38 cm, 38 cm, 14 cm satisfaz a desigualdade triangular. Resposta: 38 cm. 117. AC b 27, BC a 16, AB c é inteiro Ĉ  B̂ ⇒ c 16 27 ⇒ c 16 O valor máximo de AB é 15. 122. Sejam: a: hipotenusa; b, c: catetos. Temos: a b a c ⇒ 2a b c ⇒ a b c 2 123. a b c ⇒ 2a a b c ⇒ a a b c 2 124. De acordo com o teorema do ângulo externo, temos: a b. (a b, b A) ⇒ a A A B C P α β 126. c x y a b b x z a c a y z b c ⇒ A B C y x z 01 a 32_Manual FME9.indd 8 23/07/13 14:41 9 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar ⇒ a b c 2(x y z) 2(a b c) ⇒ ⇒ a b c 2 x y z a b c 127. x m n y r q z o p x y z (p q) (n o) (m r) x y z a b c ⇒ A B C M c b m n r x y P N p o z q a 128. 1) Tomemos A' sobre a semirreta AM → , com M entre A e A' e MA' ma. 2) (nAMB nA'MC pelo caso LAL) ⇒ ⇒ A'C c 3) No nAA'C temos: |b c| 2ma b c ⇒ ⇒ |b c| 2 ma b c 2 A B C M c bm a m a 129. 1) De acordo com o exercício 128, temos: ma b c 2 ; mb a c 2 ; mc a b 2 ⇒ ⇒ ma mb mc a b c 2) nABM: c ma a 2 . Analoga- mente, b mc c 2 , a mb b 2 . A B C M c b m a a 2 a 2 Somando membro a membro as desigualdades, temos a b c 2 ma mb mc. 01 a 32_Manual FME9.indd 9 23/07/13 14:41 10 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 — Paralelismo 147. a) Os ângulos internos são dados por (180° a), (180° b) e (180° γ). Como a soma destes deve ser igual a dois retos, temos: (180° a) (180° b) (180° γ) 180° ⇒ a b γ 360°. b) De modo análogo: (360° a) (360° b) (360° γ) 180° ⇒ a b γ 900° 148. a) Ĉ x 15° ⇒ (x 15°) (x 15°) x 180° ⇒ x 50° b) AĈB 180° 4x. nABC é isósceles de base BC ⇒ 180° 4x x ⇒ ⇒ x 36° c)  180° (x 70°) Ĉ 180°  2 ⇒  110° x x 180° (110° x) 2 ⇒ x 70° 149. d) AB AC 1) nACD é isósceles ⇒ ⇒ AĈD x 2) AD̂C 180° 2x 3) CD̂B 2x 4) nCBD é isósceles ⇒ ⇒ CB̂D 2x5) BĈD 180° 4x 6) nABC é isósceles ⇒ ⇒ 180° 4x x 2x ⇒ A B D C 180º – 2x 180º – 4x 2x 2x x x ⇒ x 36° f) 1) nABD é isósceles ⇒ ⇒ AB̂D 65° 2) AD̂B 50° 3) BD̂C 130° 4) nDB̂C é isósceles ⇒ ⇒ x 25° A B D C 50º 65º65º 130º x g) x y 2x 10° x y 2x 10° y 180° ⇒ x y 10° 3x 2y 170° ⇒ x 30°, y 40° CAPÍTULO V 01 a 32_Manual FME9.indd 10 23/07/13 14:41 11 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar h) 1) nABC é isósceles ⇒ AĈB 2x y 2) EĈD 180° (x y) (2y 25°) 3) EĈD AĈB (o.p.v.) 4) nCDE é isósceles ⇒ x y 2y 25° 3) e 4) ⇒ 180° (x y) (2y 25°) 2x y x y 2y 25° ⇒ x 15°, y 40° C B 2x + y 2x + y 2y – 25º E x + y D A 152. Construímos a reta t, t r, t s. t divide o ângulo de 112° em dois outros: y e z. y 40° (alternos internos) y z 112° ⇒ z 72° z x (alternos internos) ⇒ x 72° r t s 40º 112º x y z 154. Construímos a reta t, t r, t s. t divide o ângulo de 100° em x e y. x 180° 3a (colaterais internos) y 180° 2a (colaterais internos) x y 100° ⇒ 360° 5a 100° ⇒ ⇒ a 52° s t y x 100º 2α 3α r 165. Do nABC temos: 2b 2c 80° 180° ⇒ b c 50° Do nBCD temos: b c x 180° ⇒ ⇒ 50° x 180° ⇒ x 130° b b B x D c c C A 80º 01 a 32_Manual FME9.indd 11 23/07/13 14:41 12 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 167. ângulo do vértice: x ângulo da base: 180° 5 4 x x 2 180° 5 4 x 180° ⇒ ⇒ x 120° 5 4 x x 180º – x 5 4 Resposta: os ângulos medem 120°, 30° e 30°. 168. Seja x o valor dos ângulos externos em B e C. Temos:  2x 10 ⇒  x 5 x 5 2 (180° x) 180° ⇒ x 100°  x 5 ⇒  20° x x CB A 180º – x 180º – x x 5 169. nABC: x 2b 2c 180° ⇒ ⇒ b c 180° x 2 nPBC: x 76° b c 180° x 76° 180° x 2 180° ⇒ ⇒ x 28° x P C c c x + 76ºb b B A 170. a é ângulo externo do nABD ⇒ a  2 B̂ b é ângulo externo do nACD ⇒ b  2 Ĉ ⇒ a b B̂ Ĉ 174. nCDE: CD̂E 180° 6b; EĈD 100° x 100° (180° 6b) 180° ⇒ ⇒ x 6b 100° nABC: 3b b 100° ⇒ ⇒ b 25° x 6b 100° ⇒ ⇒ x 50° B E DC x 80º 100º 180º – 6β γ = 6β α = 3β β A 01 a 32_Manual FME9.indd 12 23/07/13 14:41 13 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 176. Considere as figuras: A 30º 150º 75º 75º B C B Fig. 1 Fig. 2 C A B Fig. 3 C A x 15º x y 75º 2 75º 2 75º 2 a) É fácil deduzir (figura 1) que os ângulos medem 30°, 75° e 75°. b) De acordo com a figura 2, temos x 75° 2 75° 2 180°. Donde vem: x 105°. c) De acordo com a figura 3, temos: x 15° 37° 30' 180° ⇒ x 127° 30' y 15° 37° 30' ⇒ y 52° 30' 179. primeiro ângulo: x segundo ângulo: x 28° terceiro ângulo: x 10° x (x 28°) (x 10°) 180° ⇒ x 66° ⇒ Resposta: os ângulos medem 66°, 38° e 76°. 182. Prolonguemos a reta AB ↔ . Na figura temos: b 2m 3m ⇒ b 5m a b m ⇒ a 6m A B 2m 3m m α β 183. 1)  B̂ Ĉ 180° ⇒ ⇒ B̂ Ĉ 180°  2) 2b B̂ 180° 2c Ĉ 180° ⇒ ⇒ 2(b c) 360° (B̂ Ĉ) 3) 2(b c) 360° (B̂ Ĉ) ⇒ ⇒ 2(b c) 360° (180°  ) 180°  A B B C C b b c c x µ µ 4) x (b c) 180° ⇒ x 180°  2 180° ⇒ x 90°  2 01 a 32_Manual FME9.indd 13 23/07/13 14:41 14 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 184. Na figura marcamos os ângulos de mesma medida. nABD: x y z 48° nACD: y z x Subtraindo membro a membro: x 48° x ⇒ x 24° A 48° B D E C x z y y z 185. Seja x a medida do ângulo  . Temos: 1) nAEF é isósceles ⇒ FÊA x 2) DF̂E é externo ao nAEF ⇒ DF̂E 2x 3) DÊC é externo ao nAED ⇒ DÊC 3x 4) nCDE é isósceles ⇒ DĈE 3x 5) BD̂C é externo ao nACD ⇒ BD̂C 4x 6) nBCD é isósceles CB̂D 4x 7) AC AB ⇒ BĈD x 8)  B̂ Ĉ 180° ⇒ ⇒ x 4x 4x 180° ⇒ x 20° A E C B x x x 2x 2x 4x 4x 3x 3x 187. Na figura temos: 1) nABC é isósceles ⇒ AB̂D AĈD 2) ED̂B, AĈD correspondentes ⇒ ⇒ ED̂B AĈD 3) FD̂C, AB̂D correspondentes ⇒ ⇒ FD̂C AB̂D 4) nEBD e nFDC são isósceles B A D C E x x 5 – x 5 – y F y y 43 Indiquemos por x e y os lados de mesma medida desses triângulos. Temos: AE ED DF AF (AE x) (y AF) 5 5 10 cm. 188. 1) Indiquemos as medidas AB AC b e CD a, donde obtemos BC a b. 2) Tracemos AP com AP b, de modo que BÂP 60°. Obtemos dessa forma o triângulo equilátero APB de lado b. 3) Consideremos agora os triângulos PAD e ABC. Note que eles são congruentes pelo caso LAL. Logo: PD AC b e AP̂D 100°. 4) De PD b concluímos que o nPBD é isósceles. Neste triângulo PBD, como P̂ 160°, concluímos que B̂ D̂ 10°. 5) Finalmente, de AB̂P 60°, DB̂P 10° e CB̂A 40°, concluímos que CB̂D 10°. A C B D P b b b b a a + b 40° 60° 40° 40° 60° 100° 01 a 32_Manual FME9.indd 14 23/07/13 14:41 15 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar — Perpendicularidade 192. 1) (AĤB 90°, B̂ 70°) ⇒ ⇒ HÂB 20° 2) AS é bissetriz ⇒ SÂC 35° 3) nABC: ( 70°, B̂ 70°) ⇒ ⇒ Ĉ 40° A SH B C 15º 35º 70º 20º • • C 193. a) b) A B DC E 25º x • • 35º 55º D C E x • • A B 1) AĈB 65° 1) Prolongamos AB até cortar CD → em E. 2) AĈB e DĈE são o.p.v. ⇒ 2) nAED: Ê 55° ⇒ DĈE 65° 3) nBCE: x 90° 55° ⇒ 3) x 90° DĈE ⇒ x 25° ⇒ x 145° 198. 1) nABH ⇒ HÂB 30° 2) nACH ⇒ HÂC 70° 3) SÂC 70° x 4) AS é bissetriz ⇒ x 30° 70° x ⇒ x 20° A B C 70º 70º – x 60º 30º 20º • x H S • 199. 1) Usando o resultado do exercício 194: x 2 3 x 180° ⇒ x 108° 2) B̂ 2 3 x ⇒ B̂ 72°  3)  B̂ Ĉ 180° ⇒ Ĉ 36° Resposta: os ângulos medem 36°, 72° e 72°. C A Q BP S x 2 3 x • • CAPÍTULO VI 01 a 32_Manual FME9.indd 15 23/07/13 14:42 16 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 201. a) b) Cx M B 65º A x • A C M H B x 50º 50º + x • • 1) AM MC ⇒ Ĉ x 1) AM MB ⇒ B̂ 50° x 2) nABC: x 90° 65° 180° ⇒ 2) nABH: x 50° x 90° ⇒ ⇒ x 25° ⇒ x 20° 203. 1) nAEB: AB̂E 20° 2) AB̂E 20° ⇒ EB̂C 70° 3) nABC: Ĉ 20° 4) BD é mediana ⇒ DB DC ⇒ ⇒ DB̂C Ĉ 20° 5) EB̂D DB̂C 70° ⇒ ⇒ EB̂D 20° 70° ⇒ EB̂D 50° B C DE A 20º 20º 20º 70º 70º x • • 204. 1) AM é mediana ⇒ ⇒ AM MB ⇒ BÂM B̂ 2) BF é bissetriz ⇒ AB̂F B̂ 2 3) x é externo ao nABF ⇒ ⇒ x B̂ B̂ 2 3B̂ 2 A B C F M B B 2 B 2 • 205. 1) nAMS: M̂ 68°, AM̂C 112° 2) AM MC ⇒ nAMC isósceles ⇒ ⇒ Ĉ MÂC 34° 3) nABC: B̂ 56° Resposta: B̂ 56; Ĉ 34°. C M S B A 34º 22º 56º68º 112º 34º • • 01 a 32_Manual FME9.indd 16 23/07/13 14:42 17 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 207. 1) nPBC: b c 116° 3) Usando o resultado do exercício 180° ⇒ b c 64° 194, temos: 2) nABC: 2b 2c  H1ÔH2 128° ⇒ H2ÔC 52° 180° ⇒  52° A B C b b c c P 52º 116º A B C O 52º 52º 128º H 1 H 2 • • 208. 1) nABC: 90° B̂ Ĉ 180° ⇒ ⇒ B̂ Ĉ 90° 2) nACH: HÂC B̂ 3) nAMC é isósceles ⇒ MÂC Ĉ 4) x B̂ Ĉ ⇒ x Ĉ B̂ A CB M H B B B C C x • Procedendo de modo análogo, obtemos: 5) x B̂ Ĉ Logo, 4), 5) ⇒ x |B̂ Ĉ|. A CB MH B B C C x C • • µ µ µ µ µ 209. Hipótese Tese AM é mediana AM BM MC ⇒ nABC é retângulo Demonstração 1) nABM é isósceles ⇒ AB̂M MÂB a 2) nACM é isósceles ⇒ AĈM MÂC b 3) nABC: 2a 2b 180° ⇒ a b 90° 4) a b 90° ⇒  90° A CB M α α β β 01 a 32_Manual FME9.indd 17 23/07/13 14:42 18 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 211. Hipótese Tese nABC é isósceles BD: altura relativa a AC ⇒ BD CE CE: altura relativa a AB Demonstração A DE CB •• BC CB (comum) AB̂C AĈB (nABC isósceles) nBCE nCBD ⇒ BD CE LAAo CÊB BD̂C (retos) 212. AM é lado comum AM̂B AM̂C (AM é altura) nAMC nAMB LAL ⇒ BM MC (AM é mediana) ⇒ AB AC ⇒ nABC é isósceles A M CB •• 214. Conforme a figura: 1) nABC: 2b 2c 90° 180° ⇒ ⇒ b c 45° 2) nIBC: x b c 180° ⇒ ⇒ x 135° c c C b b x A I B • 215. Hipótese Tese BE CD nABC é isósceles Demonstração (BE CD; BC comum) caso especial ⇒ nBCD nCBE ⇒ CB̂D BĈE ⇒ ⇒ nABC é isósceles O D A E CB •• 220. 1ª parte: nAHB: ha c Analogamente: hb a; hc b. Somando as desigualdades, temos: ha hb hc a b c A B c b C Hx a – x h a • 01 a 32_Manual FME9.indd 18 23/07/13 14:42 19 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 2ª parte: nABH: c ha x nACH: b ha a x ⇒ 2ha b c a Analogamente: 2hb a c b; 2hc a b c. Somando as três últimas desigualdades: ha hb hc a b c 2 . 221. Sendo M o ponto médio de DE e indicando AB l, temos DM EM l. Note que também BM l. A C B E 18º18º M x x r ll l l s D • Dessa forma concluímos que os triângulos ABM e BME são isósceles. Calculando os ângulos das bases, obtemos x 36°. 222. Tracemos SR tal que SR ⊥ BC. Temos: ( BS comum; SB̂R SB̂A, R̂ Â) LAAo ⇒ nBSR nBSA ⇒ ⇒ AS SR nSRC ⇒ SR SC ⇒ AS SC A S C R B • • • 223. 1) Os ângulos da base devem medir 70° cada. Daí, EB̂D 35°; EĈB 55°; BP̂C 90°. 2) Note que BP é bissetriz e altura. Assim, o nBCE é isósceles e então PC PE. 3) Note agora que DP é mediana e é altura no nCDE. Então, nCDE é isósceles e daí: DÊP 15°. 4) Do nDEP tiramos x 75°. 15º 55º D P x E 15º A B C 35º 35º • • 01 a 32_Manual FME9.indd 19 23/07/13 14:42 20 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 — Quadriláteros notáveis 226. a) PA PB ⇒ B̂ x 100° 120° 3x x 360° ⇒ ⇒ x 35° C P B A D 2x x 120º 100º b) Traçamos BD. nABD e nBCD são isósceles ⇒ ⇒ AD̂B 40°, CD̂B 70° x 40° 70° 180° ⇒ x 70° A B D C 100º 40º40º 70º70º 40º x 227. a) A B P D y y x x + 35º 65º 65º 80º C 1) AP bissetriz ⇒ BÂP 65° 2) Indiquemos por 2y o ângulo B̂. 3) BP é bissetriz ⇒ AB̂P PB̂D y 4) nABP: x 35° y 65° ABDC: x 2y 80° 130° 360° ⇒ x 70° b) a a A P x b b B C 100º D x 1) Marquemos os ângulos congruentes determinados pelas bissetri- zes AP e BP. 2) nPAB: a b 180° x ABCD: 2(a b) x 100° 360° ⇒ x 100° CAPÍTULO VII 01 a 32_Manual FME9.indd 20 23/07/13 14:42 21 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 229. De acordo com a figura, temos: nABP: a b 180° x nQCD: c d 180° y ABCD: 2(a b) 2(c d) 360° ⇒ ⇒ 2(180° x) 2(180° y) 360° ⇒ ⇒ x y 180° d d D a Q y a b bx A P B c c C 231. A B D C P d d c c x110º x –15º 1ª parte Trapézio ABCD: 2d 110° 180° ⇒ d 35° nPCD: c d (x 15°) 180° ⇒ c 35° x 15° 180° ⇒ ⇒ c x 160° (1) Trapézio ABCD: 2c x 180° (2) (1) e (2) ⇒ x 140° 2ª parte c x 160° ⇒ c 140° 160° ⇒ c 20° ⇒ BĈD 40° 235. AD 20 cm, BQ 12 cm ⇒ ⇒ CQ 8 cm Se BQ BP 12 cm, então nBPQ é isósceles, P̂ BQ̂P e BQ̂P CQ̂D (o.p.v.). Como AP CD, temos AP̂Q CD̂Q (alternos internos) ⇒ ⇒ nCQD é isósceles ⇒ ⇒ CQ CD 8 cm. Logo, o perímetro do paralelo- gramo ABCD vale 56 cm. P 12 12 B A 20 D 8 C 8 Q 244. Sejam a e b os ângulos consecutivos. Temos: a b 180° a b 2(a b) 9 ⇒ (a 110°, b 70°). Resposta: os ângulos medem 110°, 70°, 110° e 70°. 01 a 32_Manual FME9.indd 21 23/07/13 14:42 22 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 245. Hipótese Tese ABCD é paralelogramo ⇒ AP̂B 90° AP e BP são bissetrizes Demonstração ABCD é paralelogramo ⇒ ⇒ 2a 2b 180° ⇒ ⇒ a b 90° nPAB: a b AP̂B 180° ⇒ ⇒ AP̂B 90° B b b P a a A D C 247. ABCD é losango ⇒ as diagonais são perpendiculares Seja PÂB 1 3 90° 30°. Então, temos: no nABP, AB̂ P 60°. Como as diagonais do losango são também bissetrizes, os ângulos do losango são: 60°, 120°, 60°, 120°. C 30º 30º 60º 60º 60º 60º D P 30º30º A B • 251. Os ângulos a que se refere o enunciado são adjacentes a uma mesma base, senão sua soma seria 180°. Sejam x e y os ângulos. Temos: x y 78° x y 4° ⇒ (x 41°, y 37°) O maior ângulo do trapézio é o suplementar de y, que é 180° 37° 143°. Resposta: 143°. 252. Seja ABCD o trapézio, com Ĉ 80° e D̂ 60°. Daí,  120° e B̂ 100°. 1°) 2°) 3°) 50º 60º 60º80º P x AB C D 50º 120º 60º40º z R AB C D 100º 30º Q y AB C D 40º 120º 50º 40º 40º 30º 60º 50º • Ângulos formados Ângulos formados Ângulos formados pelas bissetrizes de pelas bissetrizes de pelas bissetrizes de  e B̂: de Ĉ e D̂: B̂ e Ĉ: nABP ⇒ nCDQ ⇒ nBCR ⇒ ⇒ 50° 60° x ⇒ 40° 30° y ⇒ 50° 40° z 180° ⇒ x 70° 180° ⇒ y 110° 180° ⇒ z 90° 01 a 32_Manual FME9.indd 22 23/07/13 14:42 23 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 4°) 5°) 6°) 30º 80º S w AB C D 30º80º M m AB C D 40º T t AB C D 60º 30º 120º 50º 50º60º 60º100º 40º30º 60º 60º 100º • Ângulos formados Ângulos formados Ângulos formados pelas bissetrizes de pelas bissetrizes de pelas bissetrizes de  e D̂:  e Ĉ: B̂ e D̂: nADS ⇒ Quadrilátero ABCT: Quadrilátero BADM: ⇒ 60° 30° w 60° 100° 40° t 50° 120° 30° m 180° ⇒ w 90° 360° ⇒ t 160° 360° ⇒ m 160° 254. a) 1) PÂB 60°, BÂD 90° ⇒ PÂD 30° 2) PA AD ⇒ nAPD é isósceles ⇒ AD̂P 75° D P A B x C b) 1) PÂB 60°, BÂD 90° ⇒ PÂD 150° 2) PA AD ⇒ nAPD é isósceles ⇒ AD̂P 15° A 60º P BC D x • 255. b) 2y – 7 3x + 1 x y x 2y 7 2 y 3x 1 2 ⇒ x 6; y 19 2 01 a 32_Manual FME9.indd 23 23/07/13 14:42 24 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 256. DE é base média ⇒ DE 14 2 7 EF é base média ⇒ EF 9 2 4,5 DF é base média ⇒ DF 11 2 5,5 Perímetro nDEF 7 4,5 5,5 17 A D E B C F 9 11 14 259. 1ª parte M, N, P, Q são pontos médios de AD, AB, BC, CD; MN NP PQ QM ⇒ AC BD nABC ⇒ AC 2NP nABD ⇒ BD 2MN A N B M P D Q C 2ª parte: M, N, P, Q são pontos médios de AD, AB, BC, CD; MNPQ é retângulo nABC ⇒ AC NP nABD ⇒ BD MN ⇒ ⇒ AÔB MN̂P ⇒ AC ⊥ BD A M N B P C Q D O • • • • • 262. Sejam B a base maior e b a base menor. Temos: B b 2 20 B 3b 2 ⇒ (B 24 cm; b 16 cm) 263. nABC ⇒ PR AB 2 ⇒ PR 20 2 ⇒ PR 10 cm nBCD ⇒ RQ CD 2 ⇒ RQ 12 2 ⇒ RQ 6 cm 01 a 32_Manual FME9.indd 24 23/07/13 14:42 25 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar RS é base média do trapézio ⇒ ⇒ RS 20 12 2 ⇒ RS 16 cm D 12 C P Q R A 20 B S 264. c) x y 7 2 y x 16 2 ⇒ (x 10; y 13) 7 x y 16 z 16 y z 2 ⇒ z 19 d) nACD ⇒ MP y 2 nBCD ⇒ NQ y 2 MN y 2 y 1 y 2 ⇒ x 2y 5 2y 1 ⇒ y 1 x y 2 ⇒ x 3y 2⇒ (x 20; y 6) D y C Q NM P A y + 1 x B 265. Note que no nBCE da figura o ângulo Ĉ mede 45°. Logo, o nBCE é isósceles e então BE h. Como AE b, temos BE B b. Portanto, h B b. D b C b h h A B B E B – b = h 45º 45º • • • 01 a 32_Manual FME9.indd 25 23/07/13 14:42 26 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 266. Seja ABCD o trapézio, com Ĉ 30°. Tracemos BF, BF ⊥ CD, BF 2h. nBCE ⇒ B̂ 60° ⇒ nCEF ⇒ F̂ 60° ⇒ nBCF é equilátero de lado 2h A B h h 2h h 2h D E F 60º 60º 30º C • • • Portanto, h BC 2 . 267. Seja o paralelogramo ABCD, ao lado. Sejam AF e CE as bis- setrizes dos ângulos obtusos. AD BC DÊC BĈE (alternos) ⇒ DÊC a DÊC a ⇒ AF CE EÂF a A E F C a a a a a B D 268. Da figura podemos concluir que: 4a 4b 360° ⇒ a b 90° Quadrilátero BFOG ⇒ ⇒ FÔG a b 90° (1) nAOB é isósceles 2a 2b 180° ⇒ OÂF OB̂F b nBOF ⇒ F̂ 90° (2) (1), (2) ⇒ EG AB Analogamente, FH AD. A F B D H C E G b b b b b b a a a aO 269. Seja BÂC a. BÂC, AĈD alternos internos ⇒ AĈD a nABC é isósceles de base AC ⇒ BĈA a ⇒ ⇒ AC é bissetriz do ângulo Ĉ Analogamente, BD é bissetriz de D̂. A B CD a a a b b b 270. Seja o paralelogramo ABCD. AD BC (lados opostos) DÂC BĈA (alternos) AQ̂D BP̂C (por construção) LAAo ⇒ nAQD nCPB ⇒ BP DQ A B CD P • • 01 a 32_Manual FME9.indd 26 23/07/13 14:42 27 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 271. Inicialmente observemos que P é ponto médio de AC e Q é ponto médio de AB. AQ BQ AP PC l MQ é base média ⇒ MQ l ⇒ MP é base média ⇒ MP l ⇒ APMQ é losango A PQ MB C l l l l l l 272. Seja ABCD o quadrilátero com  Ĉ 90°, BE bissetriz de B̂, DF bissetriz de D̂. Temos: nCDF ⇒ d x 90° ABCD ⇒ 2b 2d 180° ⇒ b x b e x são correspondentes ⇒ ⇒ BE DF D C E d d x Bb b F A • • 273. Unimos E com M, ponto médio de BC. Temos: CM̂E BM̂G (o.p.v.) nCEM nBGM ⇒ (EM MG, EC BG) ALA CM BM Ĉ B̂ (retos) Além disso, como BC CE AE, temos: EC BG ⇒ AG AB BG BC CE AE Então: (EM MG, AG AE, AM comum) LLL nAME nAMG ⇒ GÂM EÂM a (BM DF , AB AD, B̂ D̂) LAL nABM nADF ⇒ BÂM DÂF a Logo, BÂE 2a 2 FÂD. α α α A D F E C M B G •• • 01 a 32_Manual FME9.indd 27 23/07/13 14:42 28 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 — Pontos notáveis do triângulo 278. Tracemos a diagonal BD. ABCD é paralelogramo ⇒ BQ DQ M é ponto médio de AB ⇒ AM MB ⇒ ⇒ P é baricentro do nABD ⇒ ⇒ x DP 2 ⇒ x 16 2 ⇒ x 8 A M B D C P Q 16 x 279. 1) DĤE e BĤC são o.p.v. ⇒ DĤE 150° 2) Quadrilátero ADHE ⇒  30° A D E H 150º 150º F B C • • • • •• 282. Temos duas possibilidades: 1ª) A Q N B M C 50º 50º 50º P 40º40º • • • • •• 2ª) • • • • A R N P Q B M C 65º 65º 50º 50º 130º • • AP̂N 50° ⇒ PÂN 40°  80° NP̂Q 50° ⇒ NP̂R 130° ⇒  50° Então, B̂ Ĉ 50°. Então, B̂ Ĉ 65°. 283. a) P é baricentro ⇒ y 2 2x y 2(7 x) ⇒ (x 4, y 6) y x P 7 – x y + 2 CAPÍTULO VIII 01 a 32_Manual FME9.indd 28 23/07/13 14:42 29 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar b) Tracemos a diagonal BD. Seja BD AC {M}. Note que G é baricentro do nBCD. A diagonal AC mede 8 x. Daí, AM MC 8 x 2 . MG MC GC 8 x 2 x ⇒ A M G C B D 8 + x 2 8 – x 2 x ⇒ MG 8 x 2 G é baricentro do nBCD ⇒ ⇒ GC 2 MG ⇒ x 8 x ⇒ ⇒ x 4 286. Quadrilátero ADOE ⇒ DÔE 110° Quadrilátero CEOF ⇒ EÔF 130° Quadrilátero BDOF ⇒ DÔF 120° A razão entre os dois maiores ângu- los formados pelas alturas vale: 130° 120° 13 12 ou 120° 130° 12 13 A E D 70º 110º 130º 120º 60º 50º O B C F • • • • •• 288. PQ é base média do nABC ⇒ AP PC 15 cm. nABC é retângulo BP é mediana relativa à hipotenusa ⇒ ⇒ BP 15 cm O é baricentro do nABC ⇒ ⇒ PO 5 cm. • O Q P C BA 15 cm 15 cm 289. Tracemos a diagonal AC, que inter- cepta BD em Q. Temos: AQ CQ DM MC ⇒ P é baricentro do nACD AM AB 15 ⇒ AP 2 3 15 ⇒ ⇒ AP = 10 P M Q CD A B 01 a 32_Manual FME9.indd 29 23/07/13 14:42 30 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 290. RS BC ⇒ RQ̂B QB̂C (alternos) SQ̂C QĈB (alternos) ⇒ nRBQ é isósceles nSCQ é isósceles ⇒ RQ RB QS SC ⇒ Temos: Perímetro do nARS (AR RQ) (QS AS) (AR RB) (SC AS) 15 18 33 cm A QR S b b b c c c 18 15 CB 291. Para facilitar, sejam  2a, B̂ 2b e Ĉ 2c. nABC ⇒ 2a 2b 2c 180° ⇒ ⇒ a b c 90° Daí: a b 90° c a c 90° b b c 90° a nAOB ⇒ AÔB 180° (a b) ⇒ ⇒ AÔB 180° (90° c) ⇒ a a b b O A B C c c ⇒ AÔB 90° c ⇒ ⇒ AÔB 90° Ĉ 2 Analogamente, AÔC 90° B̂ 2 ; BÔC 90°  2 — Polígonos 293. e) AB ED ⇒ Â Ê 180° ABCDE é pentágono ⇒ ⇒  B̂ Ĉ D̂ Ê 540° ⇒ ⇒ ( Ê) B̂ Ĉ D̂ 540° ⇒ ⇒ 180° (x 20°) 90° (x 10°) 540° ⇒ x 120° D x + 10º x + 20º A B C E • 294. a) Quadrilátero ABCD:  B̂ Ĉ D̂ 360° ⇒ ⇒ 90° 110° 90° 180° x 360° ⇒ ⇒ x 110° x 180º – x 45º 45º 55º 55º 80º P B A D D • CAPÍTULO IX 01 a 32_Manual FME9.indd 30 23/07/13 14:42 31 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar b) Quadrilátero ABCP: x 15° B̂ 65° 180° x 360° ⇒ ⇒ B̂ 100° Pentágono ABCDE:  B̂ Ĉ D̂ Ê 540° ⇒ ⇒ 2x 30° 100° 130° 90° 85° 540° ⇒ ⇒ x 52°30' c) Análogo ao item b. E 85º A 100º B P x 65º 180º – x 65º C D x + 15º x + 15º • d) Sejam  2y e D̂ 2z. Temos o que segue: Pentágono ABCDP ⇒ ⇒ y 90° 160° z 135° 540° ⇒ y z 155° Hexágono ABCDEF ⇒ ⇒ 2y 90° 160° 2z x 40° x 720° ⇒ ⇒ 2(y z) 2x 290° 720° ⇒ ⇒ x 60° • E D C B F A P z z x y y 45º 160º 135º x + 40º 297. a) Note que o nBPC é isósceles, pois BP BC. O ângulo interno ai do pentágono mede ai 540° 5 108°. AB̂P 60° ⇒ PB̂C 48° ⇒ ⇒ x 66° B 60º 48º x x P C E A D b) nABP é equilátero ⇒ BÂP 60° Ê 108° nADE é isósceles ⇒ DÂE 36° DÂE BÂP x 108° ⇒ ⇒ 96° x 108° ⇒ x 12° BA 60º36º 108º 36º P E D C 01 a 32_Manual FME9.indd 31 23/07/13 14:42 32 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 298. a) BÂF 90° ⇒ FÂE 18° nABE é isósceles ⇒ AÊB 36° x é externo ao nABE ⇒ x 36° 18° ⇒ x 54° GÂF 45°, x 54° ⇒ EĤA 81° GĤB nCBD é isósceles ⇒ CB̂D 36° ⇒ DB̂E 36° EB̂A AÊB 36° y DB̂E GĤB 180° ⇒ y 36° 81° 180° ⇒ y 63° B C A H GF E x y D 81º 36º 18º 36º • b) AF AG ⇒ nAFG é isósceles ⇒ AF̂G 75° ⇒ y 45° BÂG 90° ⇒ FÂG 30° Note que FĜA 75°, AĜI 90° e, então: HĜI 15°. Analogamente, JÎG 15°. nGIJ ⇒ x 15° 15° ⇒ x 30° E D H C J G 15º 15º F A B x = 30º y = 4 5º 3 0 º 7 5 º 7 5 º I • • 311. De cada vértice partem n 3 diagonais. Logo, n 3 25 e, então, n 28. Resposta: o polígono possui 28 lados. 01 a 32_Manual FME9.indd 32 23/07/13 14:42 33 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 320. Seja 2x o ângulo interno. Quadrilátero ABCP ⇒ ⇒ x 2x x 2 9 2x 360° ⇒ ⇒ x 81° ⇒ a i 162° ⇒ ⇒ a e 18° ⇒ ⇒ 360° n 18° ⇒ n 20 P A B xx x 2 9 C x 2x 2 321. n 20 ⇒ a i 162° ⇒ a e 18° nPBC ⇒ P̂ 180° 18° 18° ⇒ ⇒ P̂ 144° A B P C D 18º 162º 18º 322. Observando o quadrilátero MBNP, temos: B̂ 156° ⇒ a i 156° ⇒ ⇒ a e 24° ⇒ ⇒ 360° n 24° ⇒ n 15 d n(n 3) 2 ⇒ ⇒ d 15(15 3) 2 ⇒ d 90 A M B N P C 24¼ • • 323. Sendo d n(n 3) 2 , temos: d 21 (n 3) (n 3 3) 2 ⇒ n(n 3) 2 21 (n 3) n 2 ⇒ ⇒ (n 3)n 2 n(n 3) 2 21 ⇒ n[(n 3) (n 3)] 42 ⇒ ⇒ 6n 42 ⇒ n 7 d n(n 3) 2 ⇒ d 7 (7 3) 2 ⇒ d 14 33 a 156_Manual FME9.indd 33 23/07/13 14:43 34 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 324. Quadrilátero ABCD: c d B A b a C e f D 120º 180º – (c + d) 180º – (e + f) 180º – (a + b)  180° (a b) ⇒ B̂ 180° (c d) Ĉ 180° (e f) D̂ 120° ⇒  B̂ Ĉ D̂ 360° ⇒ ⇒ 180° (a b) 180° (c d) 180° (e f) 120° 360° ⇒ ⇒ a b c d e f 300° 328. n1 n; n2 n 1; n3 n 2 n(n 3) 2 (n 1)(n 1 3) 2 (n 2)(n 2 3) 2 28 ⇒ ⇒ n2 n 20 0 ⇒ n 4 (não serve) ou n 5 O polígono com maior número de lados é o que tem mais diagonais. Logo, n3 5 2 ⇒ n3 7. 331. (n 1 2) 180° n 1 (n 2) 180° n 5° ⇒ ⇒ (n 1) 180° n 1 (n 2) 180° n 5° ⇒ ⇒ n(n 1) 180° (n 1)(n 2) 180° 5° n(n 1) ⇒ ⇒ n2 n 72 0 ⇒ (n 9 ou n 8) ⇒ n 8 — Circunferência e círculo 342. (1) RA RB 7; (2) RA RC 5; (3) RB RC 6 Somando (1), (2) e (3) temos RA RB RC 9. (4) Fazendo (4) (1), vem RC 2; (4) (2) vem RB 4; e (4) (3) vem RA 3. 343. a) A b ba a B 80º Q t P CAPÍTULO X 33 a 156_Manual FME9.indd 34 23/07/13 14:43 35 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar PA PQ ⇒ nPAQ é isósceles PB PQ ⇒ nPBQ é isósceles quadrilátero APBQ ⇒ AP̂B 80° ⇒ 2a 2b 280° ⇒ a b 140° ⇒ AQ̂B 140° AQ̂B a b b) Traçamos a reta t, tangente comum pelo ponto Q. Prolongamos BP até interceptar a reta t em R. A b b a a B Q t R P S 100º Note que t AP {S}. SA SQ ⇒ nSAQ é isósceles quadrilátero APBQ ⇒ RQ RB ⇒ nRQB é isósceles AP̂B 100° ⇒ 2a 2b 260° ⇒ a b 130° ⇒ AQ̂B 130° AQ̂B a b 353. R r d R r d 20 cm; r 11 cm ⇒ R 11 20 R 11 ⇒ 9 R 31 R é múltiplo de 6 ⇒ 9 R 31 ⇒ (R 12 cm ou R 18 cm ou R 24 cm ou R 30 cm) r d R 354. Sejam R A , R B e R C os raios das circunferências de centros A, B e C, respectivamente. Temos: R A R B 12 (1) R C R A 17 (2) R C R B 13 (3) (2) (3) ⇒ 2 R C (R A R B ) 30 ⇒ 2R C 12 30 ⇒ ⇒ R C 21 m ⇒ R A 4 m ⇒ R B 8 m Resposta: R A 4 m, R B 8 m, R C 21 m. 33 a 156_Manual FME9.indd 35 23/07/13 14:43 36 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 355. Seja AP x. Então, PB 7 x BQ. BQ 7 x ⇒ QC x 1 CR BC 6 CR x 1 ⇒ AR 9 x AC 8 Mas: AR AP ⇒ 9 x x ⇒ ⇒ x 4,5 C R Q B P A x – 1 x – 1 9 – x 7 – x 7 – x x 359. Temos a b c 2p ⇒ ⇒ b c 2p a (1) Seja AP x ⇒ AO x ⇒ ⇒ OB c x ⇒ BR c x ⇒ ⇒ RC a x c ⇒ ⇒ CP a x c Como CP AP b, temos a x c x b ⇒ ⇒ 2x b c a Utilizando (1), segue que 2x 2p a a ⇒ x p a B O A C P x xc – x c – x a + x – c a + x – c 361. Note que RA RC, que SB SC e que PA PB. Temos: perímetro nPRS (PR RC) (SC PS) (PR RA) (SB PS) PA PB 10 10 20 cm P C B S A R 364. Temos BC 26 cm (Pitágoras). De acordo com a figura: (10 r) (24 r) 26 ⇒ ⇒ r 4 cm B A C P S O T r rr r 10 – r 10 – r 24 – r 24 – r • 33 a 156_Manual FME9.indd 36 23/07/13 14:43 37 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 366. De acordo com as medidas indi- cadas na figura: (c r) (b r) a ⇒ ⇒ r b c a 2 O P B A S c – r c – r r rr r b – r b – r C T • 367. a (b r) (c r) ⇒ a b c 2r ⇒ a b c 2p ⇒ b c 2p a ⇒ a 2p a 2r ⇒ a p r r r r A b b – r C b – r a c – r c – rB • 370. Observe que a altura do trapézio (AB) tem medida igual a 2r. ABCD é circunscrito ⇒ ⇒ AB CD AD BC Então: 2r 13 10 15 ⇒ r 6 A 10 D B 15 C 13r 2r r •• •• 371. Sejam a e b dois lados opostos e c e d os outros dois lados opostos. Temos: a b 8 (1); c d 4 (2); a b c d (3); a b c d 56 (4) Substituindo (3) em (4): a b a b 56 ⇒ a b 28 (5) (5) e (1) ⇒ (a 18 cm, b 10 cm) (3) ⇒ c d a b ⇒ c d 28 (6) (6) e (2) ⇒ (c 16 cm, d 12 cm) 372. BC 4 perímetro nABC 10 ⇒ AB AC 6 (1) DP x ⇒ DQ x EQ y ⇒ ER y BR z ⇒ (BS z, SC 4 z CP) 33 a 156_Manual FME9.indd 37 23/07/13 14:43 38 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 (1) ⇒ AB AC 6 ⇒ ⇒ AE ER RB AD DP PC 6 ⇒ ⇒ AE y z AD x 4 z 6 ⇒ ⇒ AE y AD x 2 cm, em que AE y AD x é o perímetro do nADE A E D Q RP x y yx z C 4 – z S z B 4 – z 374. A x Q y B y x P R D w S C z z w Hipótese: ABCD é paralelogramo circunscrito Tese: ABCD é losango Demonstração Basta mostrar que AB BC. ABCD é paralelogramo ⇒ AB CD ⇒ x y z w (1) AD BC ⇒ x w y z (2) Somando membro a membro (1) e (2), obtemos: 2x y w 2z y w ⇒ x z Então: AB x y z y BC ⇒ AB BC CD AD ⇒ ABCD é losango. 375. Sendo O o centro, AB o diâmetro e CD uma corda qualquer que não passa pelo centro, considerando o triângulo COD, vem: CD OC OD ⇒ CD R R ⇒ ⇒ CD 2R ⇒ CD AB R R R R O C A B D 376. Sejam AB e CD as cordas tais que MO NO, em que M é ponto médio de AB, N é ponto médio de CD e O é o centro da circunferência. Temos: A B C O M N • • D MO NO (hipótese) OB OD (raios) nMBO, nNDO retângulos ⇒ nMBO nNDO ⇒ MB ND ⇒ AB CD 33 a 156_Manual FME9.indd 38 23/07/13 14:43 39 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar — Ângulos na circunferência 382. c) CD̂A 180° x ⇒ ⇒ ABC 2 (180° x) AB̂C 150° ⇒ ADC 300° ABC ADC 360° ⇒ ⇒ 2(180° x) 300° 360° ⇒ ⇒ x 150° D A B C x 150º 180º – x 384. a) AÔC 100° OA OC (raios) ⇒ nAOC é isósceles (OB ⊥ AC; nAOC isósceles) ⇒ ⇒ OB é também bissetriz ⇒ ⇒ AÔB BÔC 50° OB OC (raios) ⇒ nBOC isósceles ⇒ x 65° BÔC 50° O 80º 50º50º x C B D • A 385. AÔD 115° ⇒ AD 115° x ADC 2 ⇒ x AD DC 2 ⇒ ⇒ x 115° 105° 2 ⇒ x 110° O 115º x B C A D 105º 115º 386. a CFD AEB 2 ⇒ ⇒ 70° AEB 50° AEB 2 ⇒ ⇒ AEB 45° CFD AEB 50° ⇒ CFD 95° D C A E B α F 388. b) AB̂C 40° ⇒ CD 80° AD̂P 120° ⇒ PD̂B 60° ⇒ ⇒ BE 120° x BE CD 2 ⇒ ⇒ x 120° 80° 2 ⇒ ⇒ x 20° A x D C E B P 40º 60º 120º 120º CAPÍTULO XI 33 a 156_Manual FME9.indd 39 23/07/13 14:43 40 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 389. b) AV̂B ACB AB 2 ⇒ ⇒ AV̂B 310° 50° 2 ⇒ ⇒ AV̂B 130° nRVS ⇒ (Ŝ 40°; V̂ 130°) ⇒ ⇒ x 10° C S B A V O 50º 40º x R • 391. BÔC 160°. Prolongamos CO até interceptar a circunferência em D. Temos, então, BÔD 20°. BÔD 20° ⇒ DB 20° Unindo O e A e usando o fato de OB̂A 60°, obtemos nAOB isósceles. Daí, AÔB 60° e AB 60°. Então: a AB BD 2 ⇒ ⇒ a 60° 20° 2 ⇒ a 40° 200º 20º 60º 60º O A C B 20º D α • 60º100º 393. Unimos o ponto A com o ponto C. Note que AĈB 90°. Unimos C com Q e Q com D. Temos: (CD R, CQ R, QD R) ⇒ ⇒ nCQD é equilátero. Então: CD 60° ⇒ CÂD 30° (nACK, C 90°) ⇒ a 60° A R RQ B C D K 60º 60º α • • 30º 395. a) nAOD é isósceles ⇒ ⇒ (OÂD y, AÔD 180° 2y) AÔD AD ⇒ 180° 2y 120° ⇒ ⇒ y 30° nABC é retângulo em B, então: x y 2 90° ⇒ ⇒ x 15° 90° ⇒ x 75° D C B A 120º x y y 180º – 2y y 2 • O 33 a 156_Manual FME9.indd 40 23/07/13 14:43 41 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar b) ABCDE é pentágono regular. Então: AB BC CD DE AE 72° Daí: x AB DE 2 ⇒ ⇒ x 72° 72° 2 ⇒ x 72° D E C A B x 396. Unimos o centro O com o ponto C e com o ponto A: OB ⊥ AC ⇒ M é ponto médio de AC. nOMA nOMC (LAL) ⇒ ⇒ AÔB BÔC 60° AÔB 60° ⇒ AFB 60° AFB 60° ⇒ ABC 120° ⇒ ⇒ AD̂C 60° D O CA M 60º60º F B E • 397. Consideremos o triângulo PQR da figura. Seja QR x. Calculemos x: 80° QPR QR 2 ⇒ ⇒ 80° 360° x x 2 ⇒ ⇒ x 100° Analogamente, y 140° e z 120°. Daí: P̂ x 2 ⇒ P̂ 50° Q̂ y 2 ⇒ Q̂ 70° R̂ z 2 ⇒ R̂ 60° A P Q CR z xy 80º 60º 40º B 398. AB , BC e AC serem proporcionais a 2, 9 e 7 quer dizer que AB , BC e AC são da forma 2k, 9k, 7k. Então: 2k 9k 7k 360° ⇒ k 20° ⇒ ⇒ AB 40°; BC 180°; AC 140° Daí: A CB α β a AB 2 ⇒ a 20°; b AC 2 ⇒ b 70° A razão entre a e b é 2 7 . 33 a 156_Manual FME9.indd 41 23/07/13 14:43 42 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 401. BQC x ⇒ BC 360° x 28° 360° x x 2 ⇒ ⇒ x 152° ⇒ BÔC 152° nBOP nQOP (caso espe- cial) ⇒ BÔP QÔP a nCOR nQOR (caso espe- cial) ⇒ CÔR QÔR b Temos: O B P A28º a a b b • • Q R C • • 2a 2b 152° ⇒ a b 76° Como PÔR a b, temos PÔR 76°. 402. AM é lado do triângulo equilátero inscrito ⇒ AM 360° 3 ⇒ AM 120° BN é lado do quadrado inscrito ⇒ BN 360° 4 ⇒ BN 90° (AM 120°, AMB 180°) ⇒ ⇒ MB 60° (MB 60°, NB 90°) ⇒ ⇒ NBM 150° ⇒ NAM 210° Então: a NAM NBM 2 ⇒ A O B N 90º 60º M 120º P α ⇒ a 210° 150° 2 ⇒ a 30° 404.  B̂ Ĉ 60° ⇒ ⇒ AB AC BC 120° Temos: AP̂B ACB AB 2 ⇒ ⇒ AP̂B 240° 120° 2 ⇒ ⇒ AP̂B 60° A P C B 60º 60º 60º 60º 120º 120º 120º 405. a) BÂC 35° ⇒ BC 70° ⇒ ⇒ CD 110° CP̂D 110° 70° 2 ⇒ ⇒ CP̂D 20° ⇒ x 160° C PB A D 110º 70º 145º 35º x 33 a 156_Manual FME9.indd 42 23/07/13 14:43 43 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar b) EGF 160° ⇒ BÂC 200° 160° 2 ⇒ BÂC 20° BÂC 20° ⇒ BC 40° 70° AD BC 2 ⇒ 70° AD 40° 2 ⇒ AD 100° AD 100° ⇒ x 80° A D C x G F 200º EB 70º 407. Hipótese Tese r s ⇒ m(AB ) m(CD ) Demonstração AĈB AD̂B a (pois subtendem o mesmo arco AB ) Analogamente, CÂD CB̂D b. AĈB, CB̂D são alternos ⇒ ⇒ AĈB CB̂D ⇒ a b a b ⇒ m(AB ) m(CD ) A B D s C r β β α α 409. Sendo a hipotenusa igual ao diâmetro (2R) da circunferência circunscrita e CPOR um quadrado, temos: BR BS a r ⇒ AP AS b r ⇒ AB a b 2r ⇒ ⇒ a b 2r 2R ⇒ ⇒ a b 2(R r) A P b – r b – r S r rr rR C O a – r a – r B • • • 33 a 156_Manual FME9.indd 43 23/07/13 14:43 44 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 412. A B CH 1 H 2 H 3 • • A B H 1 H 2 • • A CH 1 H 3 • • 1) AB̂H 2 AĈH 3 , pois possuem lados respectivamente perpendiculares. 2) A circunferência de diâ metro AB passa por H 1 e H 2 , pois AĤ 1 B AĤ 2 B 90°. Então, AB̂H 2 A Ĥ 1 H 2 , pois subtendem o mesmo arco AH 2 na circunferência de diâmetro AB. 3) Analogamente ao passo 2), temos AĈH 3 AĤ 1 H 3 , pois subtendem o mesmo arco AH 3 na circunferência de diâmetro AC. De 1), 2) e 3) concluímos que: AH 1 é bissetriz do ângulo H 3 Ĥ 1 H 2 . Procedendo de modo análogo aos passos 1), 2) e 3), teremos H 1 Ĥ 3 C CĤ 3 H 2 e H 3 Ĥ 2 B BĤ 2 H 1 e, portanto, o ponto H é incentro do nH 1 H 2 H 3 . A H CB H 3 H 2 H 1 33 a 156_Manual FME9.indd 44 23/07/13 14:43 45 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar — Teorema de Tales 419. A'C' AC AA' CC' ⇒ ACC'A' é paralelogramo ⇒ ⇒ A'C' AC 30 cm. Daí: x y 2 3 , x y 30 ⇒ ⇒ (x 12 cm, y 18 cm) sr t a b x y A B C A' B' C' 424. A 2k 3k B E 3k C F 4k D G H 6k K J L I M N a b c d 18 5 k 27 5 k 81 10 k 54 5 k 36 5 k 27 5 k 9 2 k AB, BC e CD são proporcionais a 2, 3 e 4, isto é, AB, BC e CD são da forma 2k, 3k e 4k, respectivamente. Temos: 1) AE AB 3 2 ⇒ AE 2k 3 2 ⇒ AE 3k AB BC AE EF ⇒ 2k 3k 3k EF ⇒ EF 9 2 k BC CD EF FG ⇒ 3k 4k 2 FG 9 k ⇒ FG 6k JK AB 9 5 ⇒ JK 2k 9 5 ⇒ JK 18 5 k CAPÍTULO XII 33 a 156_Manual FME9.indd 45 23/07/13 14:43 46 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 2) Analogamente, encontramos: JI 27 5 k; IH 36 5 k KL 27 5 k, LM 81 10 k e MN 54 5 k 3) AD AG HK KN 180 ⇒ ⇒ 2 3 4 3 9 2 6 36 5 27 5 18 5 27 5 81 10 54 5 k 180 ⇒ k 20 7 4) k 20 7 ⇒ EF 90 7 cm, LM 162 7 cm, CD 80 7 cm 427. Hipótese Tese AD DB AE EC ⇒ DE BC Demonstração Tomemos E' em AC, DE' BC. Temos: AD DB AE EC ⇒ ⇒ AD DB DB AE EC EC ⇒ ⇒ AB DB AC EC (1) A D B E' E C Teorema de Tales ⇒ ⇒ AB DB AC E'C (2) (1) e (2) ⇒ EC E'C ⇒ E E' DE BC Teorema das bissetrizes 434. a) perímetro nABC 75 m ⇒ AB SC 35 m BS 10 m, AC 30 m Sejam AB x, SC y. Temos: 10 x y 30 x y 35 xy 300 x y 35 x 20 m e y 15 m ou x 15 m e y 20 m ⇒⇒ ⇒ ⇒ (AB 15 m ou AB 20 m) 33 a 156_Manual FME9.indd 46 23/07/13 14:43 47 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar b) Sejam AB x e AC y. Temos: perímetro nABC 23 ⇒ x y 13 ⇒ x 9 m AP é bissetriz externa ⇒ 18 x 8 y B C x y P8 m10 m 437. Sejam CP x, AB y, AC z. Temos: Teo. biss. int. ⇒ 8 y 6 z ⇒ ⇒ z 3 4 y Teo. biss. ext. ⇒ 14 x y x z ⇒ AA B 8 S 6 C x z y P ⇒ 14 x y x 3 4 y ⇒ x 42 m 438. Temos duas possibilidades: 1ª) A B C9 cm 16 cm 18 cm 2ª) A B C9 cm16 cm 18 cm 9 18 16 AC ⇒ AC 32 cm 16 18 9 AC ⇒ AC 81 8 cm 439. Note que BC 40 m. Perímetro nABC 100 m ⇒ ⇒ AB AC 60 m ⇒ ⇒ c b 60 c b 60 ⇒ (c 24 e b 36) c 16 b 24 A B C bc 16 m 24 m 33 a 156_Manual FME9.indd 47 23/07/13 14:43 48 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 441. Teo. biss. int. ⇒ x 3x 20 x 2x ⇒ ⇒ x 12 cm Teo. biss. ext. ⇒ 20 y 3x y 2x ⇒ ⇒ 20 y 36 y 24 ⇒ y 40 cm A 2x3x SB x 20 – x C 443. O centro do círculo é o incentro do nABC. Sejam E, F, G os pontosde tangên- cia da circunferência com os lados BC, AB e AC, respectivamente. Temos: AF AG 3; CG CE x; BE BF 6 (BD 7; BE 6) ⇒ DE 1 ⇒ ⇒ CD x 1 A 3 3 G F 6 B 6 E D 1 x – 1 C x x • • • O centro do círculo inscrito é incentro do nABC, donde tiramos AD bissetriz de  . Então: BD AB CD AC ⇒ 7 9 x 1 3 x ⇒ ⇒ x 15 444. BC 5 cm Perímetro nABC 15 cm ⇒ ⇒ AB AC 10 cm (1) Teo. biss. int. ⇒ 3 AB 2 AC (2) (1) e (2) ⇒ (AB 6 cm, AC 4 cm) Teo. biss. int. ⇒ BS AB CS AC ⇒ A B 3 2 C S ⇒ 5 CS 6 CS 4 ⇒ CS 10 cm 33 a 156_Manual FME9.indd 48 23/07/13 14:43 49 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar — Semelhança de triângulos e potência de ponto Semelhança de triângulos 454. 2p 8,4 15,6 18 ⇒ 2p 42 cm k 2p 2p' ⇒ k 42 35 ⇒ k 6 5 Seja l o maior lado do segundo triângulo. Temos: 18 l k ⇒ 18 l 6 5 ⇒ l 15 cm 458. DE BC ⇒ nABC nADE ⇒ ⇒ AB AD AC AE BC DE ⇒ ⇒ x 5 x y 7 y 18 12 ⇒ ⇒ (x 10 m, y 14 m) A D E B C x y 5 m 12 m 7 m 18 m Casos ou critérios de semelhança 460. a) a b AĈB BĈE ⇒ nABC nDEC ⇒ ⇒ AB DE AC DC BC EC ⇒ ⇒ y 8 12 x 8 6 ⇒ ⇒ x 9, y 32 3 A D B C E 12 8 8 6 x y α β b) a b AĈB DĈE ⇒ nABC nEDC ⇒ ⇒ AB ED AC EC BC DC ⇒ ⇒ 6 4 x 8 y y 2 8 ⇒ ⇒ (x 7, y 10) α β EB 2 x 8 y A D 6 C CAPÍTULO XIII 33 a 156_Manual FME9.indd 49 23/07/13 14:43 50 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 461. a) BÂC CB̂D AĈB BĈD (comum) ⇒ ⇒ nABC nBDC ⇒ ⇒ AB BD AC BC BC DC ⇒ ⇒ 5 y 9 x x 4 ⇒ ⇒ x 6, y 10 3 A BC 4 5 y 5 x D α α b) BÂC CB̂D AĈB BĈD (comum) ⇒ ⇒ nABC nBDC ⇒ ⇒ AB BD AC BC BC DC ⇒ ⇒ x 5 y 4 6 6 4 ⇒ ⇒ x 15 2 , y 5 C x A y D B 5 6 4 α α 462. a) r s ⇒ nABC nADE ⇒ ⇒ BC DE H h ⇒ ⇒ 21 12 8 x 8 ⇒ x 6 A 8 D H 12 21B r x C E h s b) Análogo ao item a. 464. a) AB DE ⇒ BÂC DÊC (alternos) ⇒ nABC nEDC AĈB EĈD (o.p.v.) b) Da semelhança do item a, temos: AB DE BC CD ⇒ 5 10 7 CD ⇒ ⇒ CD 14 A 6 C 7 B5 E10D 33 a 156_Manual FME9.indd 50 23/07/13 14:43 51 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 465. AŜR AB̂C (iguais a a) ⇒ nSAR nBAC ⇒ SÂR BÂC (comum) ⇒ SR BC AS AB ⇒ x 8 5 10 ⇒ ⇒ x 4 S 8 C A B R 1 0 5 α α 467. AĈE AD̂B (dado) CÂE DÂB (comum) ⇒ nACE nADB ⇒ ⇒ AC AD AE AB ⇒ 11 x 5 5 8 ⇒ ⇒ x 63 5 cm 8 B 3 x DC 5 A E 468. a) BÂC CD̂E (retos) b) BÂC CB̂D AĈB DĈE (comum) ⇒ AĈB DĈB ⇒ ⇒ nABC nDEC ⇒ ⇒ nABC nBDC ⇒ ⇒ AB DE AC DC ⇒ ⇒ AC BC BC DC ⇒ ⇒ 8 x 15 5 ⇒ x 8 3 ⇒ x 4 10 10 4 ⇒ x 21 C 8 B 17 5 D x 15E A • • x C A B 10 4 D α α 469. CD̂E AB̂C (retos) DĈE AĈB (comum) ⇒ ⇒ nDCE nBCA ⇒ ⇒ DE AB CD BC ⇒ ⇒ x 15 15 20 ⇒ x 45 4 15 B E C 20 A 10 D 15x • • 33 a 156_Manual FME9.indd 51 23/07/13 14:43 52 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 470. AB̂C CD̂E (retos) AĈB CÊD (correspondentes) ⇒ ⇒ nABC nCDE ⇒ ⇒ AB CD BC DE ⇒ ⇒ a b b b x ⇒ x b2 a b a a a a – b b b b b D A C E B • • • • x 471. AB̂C CD̂E (retos) AĈB CÊD (correspondentes) ⇒ ⇒ nABC nCDE ⇒ ⇒ AB CD BC DE ⇒ ⇒ 3 6 x 6 x ⇒ x 4 2p 4x ⇒ 2p 16 6 – x 3 6 6 69 x x x • • 472. Seja x o lado do quadrado. Temos: CÊD CÂB (retos) CD̂E DB̂F (correspondentes) ⇒ ⇒ nCDE nDBF ⇒ ⇒ DE BF CE DF ⇒ ⇒ x 6 x 4 x x ⇒ x 12 5 6 – x 4 – x x x x x • • • • •• 474. ABCD trapézio ⇒ AB CD ⇒ ⇒ nEAB nECD ⇒ ⇒ EF EG AB CD ⇒ ⇒ h 10 h 50 30 ⇒ h 15 cm ⇒ ⇒ (EG 15 cm, EF 25 cm) E DG h C A B F 50 cm 30 cm 10 cm h + 10 cm 475. DE BC ⇒ nADE nABC ⇒ ⇒ DE BC AF AG ⇒ ⇒ b 50 3 12 20 ⇒ b 10 cm A ED 12 F G B C b 8 50 3 20 • • •• 33 a 156_Manual FME9.indd 52 23/07/13 14:43 53 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 476. Note que y é base média do trapézio. Daí: y 4 16 2 ⇒ y 10 Tracemos BJ, com BJ ⊥ KI. Temos: ED FG JK 4. Então obtemos: CD x 4 e GH 6. CD GH ⇒ nBCD nBHG ⇒ ⇒ CD HG BD BG ⇒ ⇒ x 4 6 3 9 ⇒ x 6 • • •• • • A 4 B E D C4 x – 43 x 6 4F G 6 y 9 H K J 16 I 477. (AC 17, EC 4) ⇒ AE 13 AĈB e ED̂C possuem lados respecti- vamente perpendiculares. Daí: AĈB ED̂C AB̂C DÊC (retos) ⇒ ⇒ nABC nCED ⇒ 4 A D 8 B 15 E C yx13 • •• ⇒ AB CE AC CD BC ED ⇒ ⇒ 8 4 17 y 15 x ⇒ ⇒ x 15 2 , y 17 2 478. Sejam AB̂C b, AĈB c. Então: nABC ⇒ b c 90° nBGD ⇒ b BĜD 90° ⇒ BĜD c ⇒ nCFE ⇒ c CF̂ E 90° ⇒ CF̂ E b ⇒ nBGD nFCE ⇒ BD FE GD CE ⇒ ⇒ 8 x x 2 ⇒ x 4 cm •• •• A C8B D E G b b c c F 2 x x x x Logo, o perímetro do quadrado é igual a 16 cm. 480. AB AE AC AD nABC nAED ⇒ caso LAL semelhança BÂC (comum) ⇒ AB AE BC ED ⇒ 25 10 x 12 ⇒ x 30 C D E A 8 10 10 12 17 B x 33 a 156_Manual FME9.indd 53 23/07/13 14:44 54 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 481. BÂC BĈD AB̂C (comum) ⇒ ⇒ nABC nCBD ⇒ ⇒ AB CB BC BD ⇒ ⇒ x 4 10 10 4 ⇒ x 21 A x D 4 B 10 C 482. BÂC AB̂D (retos) ⇒ AP̂C BP̂D ⇒ nAPC nBPD ⇒ ⇒ AP BP AC BD ⇒ ⇒ x 25 x 13 7 ⇒ x 65 4 cm C D A 13 x B 7 P 25 – x •• 483. Unimos os pontos C e E. AE é diâmetro ⇒ AĈE 90° (1) AB̂D e AÊC subtendem o mesmo arco AC ⇒ AB̂D AÊC (2) (1) e (2) ⇒ nABD nAEC ⇒ ⇒ 6 30 h 10 ⇒ h 2 cm • A 6 B 10 h D C E • 484. Tracemos o diâmetro BP e unamos P com A. AP̂B AĈB (subtendem o arco AB ) ⇒ BÂP AĤC (retos) ⇒ nAPB nHCA ⇒ ⇒ AB HA PB CA ⇒ ⇒ 4 3 2R 6 ⇒ R 4 • A P R B H C 485. Pelo ponto A tracemos MN, com MN CD. O 1 ÂM O 2 ÂN (o.p.v.) ⇒ O 1 M̂A O 2 N̂A (retos) ⇒ nO 1 MA nO 2 NA ⇒ ⇒ O 1 A O 2 A O 1 M O 2 N ⇒ • A • R R – h M h C N D h r r h – r O 2 O 1 ⇒ R r R h h r ⇒ h 2Rr R r 33 a 156_Manual FME9.indd 54 23/07/13 14:44 55 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 486. GÔB EÔD (o.p.v.) OD OB AB̂O AD̂O CD̂O ALA ⇒ nBGO nBEO ⇒ ⇒ BG DE 2 m DE 2 m ⇒ AG x 2 DE AG ⇒ nFAG nFDE ⇒ ⇒ FA FD AG DE ⇒ ⇒ x 4 4 x 2 2 ⇒ x 8 m A x D 4 m F x – 2 2 m 2 m B O E C G 487. Tracemos a bissetriz interna AS. Temos o que segue: AĈS SÂC y ⇒ ⇒ nACS isósceles ⇒ AS SC k (BC x, SC k) ⇒ BS x k AŜB é externo ao nACS ⇒ AŜB 2y BÂS AĈB ⇒ nABS nCBA ⇒ A y y k k y 6 m 10 m 2y Sx – k B C AŜB BÂC ⇒ 6 x k 10 x k 6 ⇒ xk 60 (1) 10x 10k 6k (2) (2) ⇒ 10x 16k ⇒ k 5 8 x (3) (3) em (1) ⇒ x 5 8 x 60 ⇒ x 4 6 m 488. Unimos A e B com Q. Temos o que segue: QÂH PB̂Q (subtendem QB ) ⇒ QĤA QŜB (retos) ⇒ nQAH nQBS ⇒ ⇒ QH QS QA QB ⇒ ⇒ x 9 QA QB (1) QB̂A RÂQ (subtendem AQ ) ⇒QĤB QR̂A (retos) ⇒ nQHB nQRA ⇒ ⇒ QH QR QB QA ⇒ • P •• B SR A Q 4 9 x H • 33 a 156_Manual FME9.indd 55 23/07/13 14:44 56 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 ⇒ x 4 QB QA ⇒ 4 x QA QB (2) (1) e (2) ⇒ x 9 4 x ⇒ x 6 489. 1) D̂ ARC AQB 2 ⇒ D̂ ARC 2 AQB 2 ⇒ D̂ ARC 2 Ĉ ⇒ ⇒ Ĉ D̂ ARC 2 C$ $D $D $C •• A R C B D t b Qx a P S l 2) Ĉ ASD APB 2 ⇒ Ĉ ASD 2 APB 2 ⇒ Ĉ ASD 2 D̂ ⇒ ⇒ Ĉ D̂ ASD 2 1) e 2) ⇒ ARC ASD ⇒ AB̂C AB̂D 90° ⇒ AC é diâmetro AD é diâmetro 3) Como t e l são tangentes, temos CÂD 90°. Então: nACD ⇒ Ĉ D̂ 90°. Daí: (nABC ⇒ BÂC D̂; nABD ⇒ BÂD Ĉ) ⇒ nABC nDBA ⇒ ⇒ AB DB BC BA ⇒ x a b x ⇒ x2 ab ⇒ x ab 33 a 156_Manual FME9.indd 56 23/07/13 14:44 57 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar Potência de ponto 495. a) (PA) × (PB) (PC) × (PD) ⇒ ⇒ 3 8 (x 4) (x 4) ⇒ ⇒ x2 16 24 ⇒ ⇒ x2 40 ⇒ x 2 10 Resposta: 2 10. A D B C x O 4 P x – 4 B T A P x x x 2 b) (PT)2 (PA) × (PB) ⇒ ⇒ x2 2 (2 2x) ⇒ ⇒ x 2(1 2 ) (não serve) ou x 2(1 2) Resposta: 2(1 2). 496. a) (PA) × (PB) (PC) × (PD) ⇒ b) (PA) × (PB) (PC) × (PE) ⇒ ⇒ 4 (4 2R) 8 10 ⇒ ⇒ 5 11 4 (16 CD) ⇒ ⇒ R 16 ⇒ CD 4 (CD) × (DE) (DF) × (DB) ⇒ ⇒ 4 12 2 (2R 2) ⇒ ⇒ R 13 500. Temos: dA 10, dB 3, dC 6, r 6. Pot A |d2 A r2| ⇒ ⇒ Pot A |102 62| ⇒ Pot A 64 Pot B |d2 B r2| ⇒ ⇒ Pot B |32 62| ⇒ Pot B 27 Pot C |d2 C r2| ⇒ ⇒ Pot C |62 62| ⇒ Pot C 0 Logo, Pot A Pot B Pot C 91. B C A 10 3 O 6 B D 8 A R R 4 C P B 11 R A 5 D R – 2 12 2 F C 4 E P• 10 • 33 a 156_Manual FME9.indd 57 23/07/13 14:44 58 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 501. (PT)2 (PA) × (PB) ⇒ ⇒ (PT)2 18 28 ⇒ ⇒ PT 6 14 A 18 T PB 10 502. (PV R, SV 2r) ⇒ PS R 2r Potência de ponto ⇒ ⇒ (PT)2 (PV) (PS) ⇒ ⇒ r2 R(R 2r) ⇒ ⇒ r2 2Rr R2 0 ⇒ ⇒ r2 2Rr R2 R2 R2 0 ⇒ ⇒ r2 2Rr R2 2R2 0 ⇒ ⇒ (r R)2 2R2 ⇒ ⇒ r R 2R ⇒ ⇒ r ( 2 1)R A S r r r P R B • V 505. AB AC ⇒ AB AC ⇒ AD̂B AB̂P ⇒ BÂD BÂP (comum) ⇒ nABD nAPB B D C A P 33 a 156_Manual FME9.indd 58 23/07/13 14:44 59 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar — Triângulos retângulos Relações métricas 514. a) (6 5 )2 122 y2 ⇒ y 6 b) y2 42 (4 5 )2 ⇒ y2 12 z ⇒ 36 12 z ⇒ ⇒ y2 80 16 ⇒ ⇒ z 3 ⇒ y 8 x2 y2 z2 ⇒ x2 36 9 ⇒ 42 x y ⇒ 16 x 8 ⇒ ⇒ x 3 5 ⇒ x 2 z 12 y x 6 5 • √ • x y4 • • 4 5 √ 515. x2 122 132 ⇒ x 5 122 13 y ⇒ y 144 13 x2 13 z ⇒ 25 13z ⇒ ⇒ z 25 13 12 x 13 t ⇒ 12 5 13 t ⇒ ⇒ t 60 13 x y 13 z 12 O • • 516. a) • 2R 6 2 • b) • y x • 2 4 2R 5 √ c) • • y x 6 4 62 2R 2 ⇒ x2 y2 80 ⇒ x2 42 62 ⇒ x 2 5 ⇒ R 9 x2 2y 42 x y ⇒ ⇒ y2 2y 80 0 ⇒ ⇒ 16 2 5 y ⇒ ⇒ y 10 (não ⇒ y 8 5 5 serve) ou y 8 Mas y 2R 2. Daí: x y 2R ⇒ 2R 2 8 ⇒ ⇒ 2 5 8 5 5 2R ⇒ ⇒ R 5 ⇒ R 9 5 5 CAPÍTULO XIV 33 a 156_Manual FME9.indd 59 23/07/13 14:44 60 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 519. a) b) x • • 5 x 4 4 4 2 2 12 – x 12 – x A 8 F 6 x x 6 B 2 C D 2 E x •• 12 Note que nABC nFED (caso especial) ⇒ ⇒ BC DE 2. Daí: x2 22 62 ⇒ x 4 2 12 x 2 2 42 52 ⇒ ⇒ 12 x 2 2 9 ⇒ ⇒ 12 x 2 3 ⇒ x 6 522. a) • B10A x 4 D H 7 C b) • xx A B D 9 C y E 17 8 ABCD paralelogramo ⇒ ABCD paralelogramo ⇒ ⇒ AB CD 10 ⇒ HD 3 ⇒ AD BC x nAHD: x2 32 42 ⇒ x 5 nBED: (9 y)2 82 172 ⇒ ⇒ (9 y)2 225 ⇒ ⇒ 9 y 15 ⇒ y 6 nBEC: x2 82 y2 ⇒ ⇒ x2 64 36 ⇒ x 10 523. Da figura temos: (EF AB 10, CD 20, DE x) ⇒ ⇒ (CF 10 x) nADE: h2 x2 64 nBCF: h2 (10 x)2 84 ⇒ ⇒ h2 64 x2 h2 84 (10 x)2 ⇒ ⇒ 64 x2 84 100 20x x2 ⇒ ⇒ x = 4 h2 x2 64 ⇒ h2 16 64 ⇒ ⇒ h 4 3 √ 2 21 • • A 10 B 8 h h D Ex 10 F C10 – x 33 a 156_Manual FME9.indd 60 23/07/13 14:44 61 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 524. a) √ • 4 x 4 5 xy b) 2 13 • y x x 10 √ (x y)2 42 (4 5 )2 ⇒ x2 y2 (2 13)2 52 ⇒ x y 8 (1) (2x)2 y2 102 ⇒ x2 y2 42 ⇒ x2 y2 16 ⇒ ⇒ 4x2 52 x2 100 ⇒ ⇒ (x y)(x y) 16 ⇒ ⇒ x 4 ⇒ 8(x y) 16 ⇒ ⇒ x y 2 (2) (1) e (2) ⇒ x 5 c) y A 12 6 D x B 8 C • d) √2 5 x y 5 – y 5 y2 36 x2 x2 y2 20 y2 144 (x 8)2 ⇒ x2 (5 y)2 25 ⇒ ⇒ 36 x2 144 (x 8)2 ⇒ ⇒ 20 y2 25 (5 y)2 ⇒ ⇒ x 11 4 ⇒ y 2 ⇒ x 4 525. c) nACD: (AC 10, AD 8) Pit. CD 6 nBCD ⇒ (BC 8, CD 6) Pit. x 2 7 • • C B 8 DA 8 x 6 10 33 a 156_Manual FME9.indd 61 23/07/13 14:44 62 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 527. b) Tracemos AC pelo ponto de contato da circunferência maior com a reta tangente. Temos: nABC: (AC 9, AB 15, BC x) ⇒ ⇒ x2 152 92 ⇒ x 12 A • • 6 15 3 B 3 C x 528. a) • A 10 B • R R 2R 25 – 2R C D E 10 5 b) • A R R O B 25 – R H C15 ABCD é circunscrível ⇒ (AH 25, OA R) ⇒ ⇒ AB CD AC BD ⇒ ⇒ OH 25 R ⇒ 10 15 2R BD ⇒ nOHC ⇒ ⇒ BD 25 2R ⇒ R2 (25 R)2 152 ⇒ nBED ⇒ ⇒ R 17 m ⇒ (25 2R)2 (2R)2 52 ⇒ ⇒ R 6 m 529. a) • B • A C D m x 6 x 2 8 • l b) • A • • • • • P R C B T S x x6 6 6 4 4 4 Note que as retas l e m são PA PB PC x (tangentes a tangentes e, portanto, per- partir de P). Daí: pendiculares aos raios nos nRST: (RS 10, RT x 4, pontos de contato. Daí: ST x 6) nABC é retângulo em C Pit. Teorema de Pitágoras: ⇒ AB2 82 62 ⇒ AB 10 102 (x 6)2 (x 4)2 ⇒ Rel. métricas ⇒ ⇒ x2 10x 24 0 ⇒ ⇒ 8 6 10 x 2 ⇒ x 9,6 ⇒ x 2 (não serve) ou x 12 33 a 156_Manual FME9.indd 62 23/07/13 14:44 63 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 530. b) Unimos o centro com os pontos de tangência e obtemos o quadrado POQA. (AB 8, BC 4 13 Pit. ⇒ AC 12 AC OP ⇒ AĈO PÔB AB OQ ⇒ AB̂O QÔC ⇒ ⇒ nPBO nQOC ⇒ ⇒ PB QO PO QC ⇒ ⇒ 8 r r r 12 r ⇒ ⇒ r 4,8 m A Q P O 8 – r B r r r r 4 13 C 12 – r √ • • • 531. b) AS é bissetriz ⇒ y x 5 10 ⇒ ⇒ x 2y nABC ⇒ AC2 AB2 BC2 ⇒ ⇒ 100 (2y)2 (y 5)2 ⇒ ⇒ y 5 (não serve) ou y 3 y 3 ⇒ x 6 • 10 x B y S 5 C A 536. Aplicando o teorema de Pitágoras no nAMB: 62 l 2 2 l2 ⇒ l 4 3 2p 3l ⇒ 2p 12 3 m • A C B 6 m M 2 l 2 l l l 537. Para facilitar os cálculos, seja a base BC 2x. 2p 18 ⇒ AB AC 9 x. nAMC: x2 32 (9 x)2 ⇒ ⇒ x 4 ⇒ BC 2x ⇒ BC ⇒ 8 m • B x x C 9 – x 9 – x3 A 33 a 156_Manual FME9.indd 63 23/07/13 14:44 64 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 538. A menor altura é relativa ao maior lado. Triângulo de lados 4 m, 5 m e 6 m é acutângulo. Temos: nABD: x2 y2 16 nACD: x2 (6 y)2 25 ⇒ ⇒ 16 y2 25 (6 y)2 ⇒ A 6 m y 6 – y x 5 m4 m DB C • ⇒ y 9 4 ⇒ x2 9 4 2 16 ⇒ ⇒ x 5 7 4 m 539. nAHC ⇒ (10 x)2 h2 100 ⇒ nBHC ⇒ x2 h2 144 ⇒ 100 (10 x)2 144 x2 ⇒ ⇒ x2 (10 x)2 100 ⇒ ⇒ x 36 5 x2 h2 144 ⇒ h2 144 362 52 ⇒ • 10 – x x 12B A H h C 10 ⇒ h 9,6 m 543. Seja 2x a medida da base. Temos que os lados congruentes devem medir 2x 3, cada um. Aplicando Pitágoras no nAHB: (2x 3)2 x2 122 ⇒ ⇒ x2 4x 45 0 ⇒ A 12 m 2x + 3 BxHxC • ⇒ (x 9 (não serve) ou x 5) x 5 ⇒ base 2x 10 m. 544. Sendo 2D e 2d as medidas das dia- gonais e l a medida do lado do lo- sango, temos: 2p 68 ⇒ l 68 4 ⇒ l 17 m 2D 2d 14 ⇒ D2 d2 172 ⇒ d D 7 D2 d2 289 ⇒ ⇒ D2 (D 7)2 289 ⇒ • D dd 17 m D ⇒ D2 7x 120 0 ⇒ ⇒ (D 8 (não serve) ou D 15 m) (D 15 m ⇒ d 8 m) ⇒ (2D 30 m, 2d 16 m) 33 a 156_Manual FME9.indd 64 23/07/13 14:44 65 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 545. Seja ABCD o trapézio retângulo. Temos: AB BC CD AD 30 ⇒ ⇒ AD BC 18 m AD h ⇒ h BC 12 ⇒ ⇒ BC 18 h. Traçando BE, BE ⊥ CD, temos: DE AB 3 CD 9 ⇒ CE 6 m nBCE: (18 h)2 h2 62 ⇒ 3D B3A C6E 18 – hh • • ⇒ h 8 m 550. Sejam b e c as medidas dos catetos. Temos: b2 c2 625 ⇒ bc 12 25 b2 c2 625 ⇒ bc 300 ⇒ b2 c2 625 (1) 2bc 600 (2) (1) (2) ⇒ b2 2bc c2 1225 ⇒ ⇒ (b c)2 1225 ⇒ b c 12 m 25 m • • ⇒ b c 35 (3) (3) e (2) ⇒ b2 35b 300 0 ⇒ b 20 ⇒ c 15 ou b 15 ⇒ c 20 Resposta: os catetos medem 15 m e 20 m. 556. Seja P o ponto de tangência de CD com a circunferência e tracemos a al- tura CQ. Temos: BC CP r; AD DP R AD R, AQ r ⇒ QD R r ⇒ ⇒ CD R r nCQD: (R r)2 h2 (R r)2 ⇒ h 2 Rr A r h CrB D r rR R R • Q P 557. a: hipotenusa, b, c: catetos. Temos: a2 b2 c2 200 (1) a2 b2 c2 (2) (1) em (2) ⇒ a2 200 a2 ⇒ a 10 33 a 156_Manual FME9.indd 65 23/07/13 14:44 66 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 559. Considerando a figura, note que AB EF 10 cm. Temos: (CE x, EF 10, CD 24) ⇒ DF 14 x nACE: x2 h2 169 ⇒ h2 169 x2 nBDF: (14 x)2 h2 225 ⇒ h2 225 (14 x)2 ⇒ ⇒ 169 x2 225 (14 x)2 ⇒ x 5 cm nACE: x2 h2 169 ⇒ 52 h2 169 ⇒ h ⇒ 12 cm A 10 B h h C x E 10 F 14 – x D •• 560. Trapézio é isósceles ⇒ ⇒ AB CD 13 cm Trapézio é circunscrito ⇒ ⇒ AD BC AB CD ⇒ ⇒ AD 8 cm Traçando as alturas AF e DE, temos: (EF 8, BC 18, BF CE) ⇒ ⇒ BF CE 5 cm nABF: 52 h2 132 ⇒ h 12 cm A 8 D •• 13 13 h B 5 F 8 E 5 C 561. nABM: AM2 82 172 ⇒ ⇒ AM 15 cm nBMC: MC2 82 102 ⇒ ⇒ MC 6 cm • B 17 10 A M C 16 8 17 10 D AC AM MC ⇒ AC 21 cm 562. Considerando as medidas indicadas na figura e aplicando potência de ponto ao ponto P em relação a , te- mos: (PT)2 (PA) × (PB) ⇒ ⇒ (PT)2 6 24 ⇒ (PT) 12 cm T A B P 6 cm 24 cm 33 a 156_Manual FME9.indd 66 23/07/13 14:44 67 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 563. Traçando os raios pelos pontos de tangência e BC PQ, em que C é o centro da circunferência menor, ob- temos o triângulo ABC. Daí: AB2 BC2 AC2 ⇒ ⇒ 82 BC2 322 ⇒ ⇒ BC 8 15 cm PQ BC 8 15 cm • A • • 20 12 C 12 8 B P x Q 565. Seja ABCD o trapézio isósceles circunscritível, conforme figura ao lado. Sejam x e y as bases. Temos: AB EF x; DE FC y x 2 e AD BC x y 2 Sendo d o diâmetro, no nADE, vem: x y 2 2 d2 y x 2 2 ⇒ • • • A x B • • d x + y 2 D Ey – x 2 x F C x + y 2 y – x 2 ⇒ d2 x y 2 2 y x 2 2 ⇒ d xy . 566. Unindo B com C obtemos o triângulo ABC, retângulo em B, pois AC é diâ- metro. Daí: B̂ D̂ (retos) BÂC EÂD (comum) ⇒ ⇒ nABC nADE ⇒ ⇒ AC AE AB AD ⇒ ⇒ 2R 15 8 12 ⇒ R 5 cm • 15 • A 8 B O C D 12 E 567. Seja D o ponto de tangência da cir- cunferência com o lado AB. Trace- mos o raio OD. Temos: nADO ⇒ OD2 DA2 OA2 ⇒ ⇒ 32 DA2 52 ⇒ DA 4 cm AD̂O AM̂B (retos) OÂD BÂM (comum) ⇒ ⇒ nAMB nADO ⇒ • A • 5 4 O 3 D 3 C B x M x ⇒ MB DO AM AD ⇒ x 3 8 4 ⇒ x 6 ⇒ BC 12 cm 33 a 156_Manual FME9.indd 67 23/07/13 14:44 68 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 568. nABC ⇒ AB2 b2 1 nABD ⇒ AB2 4 BD2 ⇒ ⇒ BD2 4 b2 1 ⇒ ⇒ BD b2 3, b 3 D C 1 B A 2 b • • 569. nACD ⇒ AC2 AD2 CD2 ⇒ ⇒ AC2 152 252 ⇒ ⇒ AC 20 cm Relações métricas no nACD: • • A B 20 15 h 25 CD AC AD CD h ⇒ ⇒ 20 15 25 h ⇒ h 12 cm 571. Temos duas possibilidades: 1·ª) 2·ª) • • 15 B 3 R Q 3 P 24 A • • P 12 3 R Q A B 3 24 Sejam P e Q os centros das cir- Neste caso traçamos PR tal que cunferências. Traçamos QR, PR BQ e QR tal que QR AB. QR AB e os raios PA e QB. Note RA BQ 3 cm. Como Note RA QB 3 cm. Como PA 15 cm, segue-se PR PA 15 cm, segue-se PR 18 cm. 12 cm. Então: Então: nPQR: PR2 RQ2 PQ2 ⇒ nPQR: PR2 RQ2 PQ2 ⇒ ⇒ 182 RQ2 242 ⇒ ⇒ 122 RQ2 242 ⇒ ⇒ RQ2 252 ⇒ RQ 6 7 cm ⇒ RQ2 432 ⇒ RQ 12 3 cm AB RQ 6 7 cm AB RQ 12 3 cm 33 a 156_Manual FME9.indd 68 23/07/13 14:44 69 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar 572. a: hipotenusa; b, c: catetos. Temos: 2p 24 ⇒ a b c 24 ⇒ ⇒ b c 24 a (1) Rel. métricas ⇒ b c a 24 5 ⇒ ⇒ b c 24 5 a (2) Teorema de Pitágoras ⇒ • • b c a 5 24 ⇒ b2 c2 a2 (3) (1) ⇒ (b c)2 (24 a)2 ⇒ b2 c2 2bc 576 48a a2 ⇒ (3) (2) ⇒ a2 2 24 5 a 576 48a a2 ⇒ a 10 m 573. Considere o triângulo PQR, em que P, Q e R são os centros das três cir- cunferências que se tangenciam ex- ternamente. Seja x o raio a determinar. Note que PO r x. Então: nOPR: • x x x r – x A Q O R B P r 2 r 2 r 2 r 2 r 2 r 2 x r 2 2 (r x)2 r 2 2 ⇒ ⇒ x r 3 574. Sejam ABC o triângulo que obtemos ao unir os centros dos círculos e P o ponto de tangência entre os dois círculos de mesmo raio. Temos: nBPC: BC2 BP2 PC2 ⇒ (16 r)2 162 (16 r)2 ⇒ ⇒ (16 r)2 (16 r)2 256 ⇒ ⇒ (16 r 16 r )(16 r 16 r) 256 ⇒ ⇒ 32 (2r) 256 ⇒ r 4 • • A P 16 16 16 B 16 – r C r r r 33 a 156_Manual FME9.indd 69 23/07/13 14:44 70 MANUAL | COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR Fundamentos de Matemática Elementar | 9 575. Sejam ABCD o quadrado e EFGHIJLM o octógono regular. Temos: (AD 1, AF x, DE x) ⇒ ⇒ EF 1 2x EFGHIJLM é regular ⇒ ⇒ EF FG 1 2x nAFG: (1 2x)2 x2 x2 ⇒ ⇒ (1 2x)2 2x2 ⇒ ⇒ 1 2x x 2 ⇒ ⇒ x( 2 2) 1 ⇒ ⇒ x 2 2 2 •• •• A x G H x B J x I x F 1 – 2x 1 1 – 2x E x D x M x L x C 576. Traçamos os raios pelos pontos de tangência e obtemos o tra- pézio retângulo EPQF. Traçamos a altura QS desse trapézio, obtemos o triângulo retângulo QSP. Daí: a 2 r 2 a 2 r 2 a 2 r 2 ⇒ ⇒ a 2 r a 2 r 2 ⇒ ⇒ r (3 2 2) a 2 A B Q F PS E CD r r r 2 a – r a 2 a 2 r r 2 a – r 577. Construímos o triângulo ABC, de lados AB e BC paralelos aos lados do quadrado, conforme fi- gura ao lado. Considerando as medidas indicadas, podemos aplicar o teorema de Pitágoras ao nABC: (4r)2 2 (a 2r)2 ⇒ ⇒ 4r (a 2r) 2 ⇒ ⇒ r ( 2 1) a 2 • •• • • A a B C r r r r a – 2r a – 2r 33 a 156_Manual FME9.indd 70 23/07/13 14:44 71 COMPLEMENTO PARA O PROFESSOR | MANUAL 9 | Fundamentos de Matemática Elementar
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